1) Если заменить гирьку М на гирьку N, то показания амперметра качественно не изменятся. Обоснование: амперметр измеряет силу тока, а сила тока зависит от напряжения между контактными пластинами А и В, а также от сопротивления между ними. Замена гирьки М на гирьку N не изменяет ни напряжение, ни сопротивление в цепи, поэтому амперметр будет показывать ту же самую силу тока.
2) Свойство угольного порошка, которое наблюдается при данном опыте, используется в различных устройствах, таких как:
- Угольные микрофоны: угольный порошок является основным элементом угольного микрофона, он воспринимает звуковые колебания и изменяет сопротивление в цепи, что позволяет преобразовывать звук в электрический сигнал.
- Угольные щетки: угольный порошок используется для создания электрического контакта между статором и ротором в электродвигателях, генераторах и других электрических устройствах.
- Угольные электроды: угольный порошок может использоваться в электрохимических ячейках и аккумуляторах в качестве электрода, он обладает хорошей электропроводностью и химической стабильностью.
- Угольные карандаши: угольный порошок содержится в грифеле карандаша и используется для рисования на бумаге.
Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать формулу для расчета теплоемкости:
Q = mcΔT
Где:
Q - количество полученного или отданного тепла
m - масса вещества
c - удельная теплоемкость вещества
ΔT - изменение температуры
В данном случае, в калориметр налита 0,1 кг воды (m1 = 0,1 кг) при температуре 20 °С (T1 = 20 °C). Металлический брусок имеет массу 0,2 кг (m2 = 0,2 кг). Конечная температура системы составляет 44 °C (T2 = 44 °C).
Мы хотим найти удельную теплоемкость металла (c2) и определить, какой металл это может быть.
Первым шагом в решении задачи будет расчет количества тепла, отданного воде:
Q1 = m1c1ΔT1
Так как воде отдана теплоемкость, то количество тепла будет отрицательным, поэтому:
Q1 = -m1c1ΔT1
Далее, расчитаем количество тепла, полученного металлическим бруском:
Q2 = m2c2ΔT2
Так как металл получил тепло, то количество тепла будет положительным:
Q2 = m2c2ΔT2
Теперь мы знаем, что сумма количества тепла, полученного металлическим бруском и отданного воде, равна нулю (тепло никуда не исчезает и сохраняется в системе). Поэтому:
Q1 + Q2 = 0
(-m1c1ΔT1) + (m2c2ΔT2) = 0
Также нам дано, что масса воды (m1) равна 0,1 кг, масса металлического бруска (m2) равна 0,2 кг, начальная температура (T1) составляет 20 °C, а конечная температура (T2) - 44 °C.
Теперь мы можем подставить известные значения в уравнение и решить его относительно удельной теплоемкости металла (c2):
(-0,1c1(44-20)) + (0,2c2(44-20)) = 0
-0,1c1(24) + 0,2c2(24) = 0
-2,4c1 + 4,8c2 = 0
Теперь мы можем разделить уравнение на 2,4 для упрощения расчетов:
-2,4c1/2,4 + 4,8c2/2,4 = 0/2,4
-c1 + 2c2 = 0
Таким образом, мы получили уравнение, которое связывает удельную теплоемкость воды (c1) и удельную теплоемкость металлического бруска (c2). Теперь нужно решить его.
Один из способов решения этого уравнения - метод подстановки. Давайте предположим, что удельная теплоемкость воды (c1) равна 4,18 Дж/г·°C (это значение используется для воды) и найдем значение удельной теплоемкости металла (c2):
-4,18 + 2c2 = 0
2c2 = 4,18
c2 = 4,18 / 2
c2 = 2,09 Дж/г·°C
Таким образом, удельная теплоемкость этого металла равна 2,09 Дж/г·°C.
Теперь давайте ответим на вопрос о том, какой металл это может быть. Удельная теплоемкость различных металлов различается. Для более точного определения, нам необходимо узнать табличное значение удельной теплоемкости для этого металла. Возможно, нам придется обратиться к соответствующему источнику или таблице данных для удельной теплоемкости различных металлов и сравнить это значение с нашим полученным результатом 2,09 Дж/г·°C.
Например, если табличное значение для удельной теплоемкости также равно 2,09 Дж/г·°C, тогда мы можем сказать, что это значение соответствует любому металлу, у которого удельная теплоемкость такая же.
Однако, если табличное значение для удельной теплоемкости отличается от 2,09 Дж/г·°C, тогда мы сможем определить конкретный металл, сравнивая наше значение с величинами из таблицы данных.
Таким образом, чтобы ответить полностью на вопрос, нам нужна таблица данных для удельной теплоемкости различных металлов или дополнительные сведения о материале металлического бруска.
m = h ÷ лямбда × с
h- постоянная Планка, лямбда - длина волны фотона, с -постоянная скорость света
m = 6,63*10∧-34 / 1*10∧-6 × 3×10∧-8 = 2,21×10∧-20кг
m =2,21×10∧-20кг