ПОМОГИТЕ ПРОШУ 30 БАЛЛОВ
Чтобы определить вещество, из которого изготовлен металлический цилиндр, Андрей решил измерить удельную теплоёмкость этого вещества. Измерения показали, что масса цилиндра равна 500 г. В алюминиевый калориметр массой 40 г Андрей налил 300 г воды и измерил температуру, которая оказалась равна 15 °С. Достав цилиндр из кипящей воды, Андрей поместил его в калориметр. После того как установилось тепловое равновесие, температура воды в калориметре повысилась до 26 °С. Из какого вещества был изготовлен изучаемый Андреем цилиндр?

Ответ:

Для определения вещества, из которого изготовлен металлический цилиндр, можно воспользоваться законом сохранения энергии. Так как металлический цилиндр нагрел воду в калориметре, то количество тепла, переданного цилиндром воде, равно количеству тепла, которое впоследствии поглотила вода и калориметр.

Для этого используем формулу для расчета количества тепла (Q):

Q = m * c * ΔT,

где:

Q - количество тепла,

m - масса вещества,

c - удельная теплоемкость вещества,

ΔT - изменение температуры.

Сначала рассчитаем количество тепла, переданного воде:

Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода,

Q_вода = 300 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (26 °C - 15 °C) = 12,534 Дж.

Здесь удельная теплоемкость воды (c_вода) равна 4,18 Дж/(г·°C).

Тепер рассчитаем количество тепла, переданного металлическому цилиндру:

Q_цилиндр = m_цилиндр * c_цилиндр * ΔT_цилиндр,

Q_цилиндр = 500 г * c_цилиндр * (26 °C - 100 °C) = -500 * c_цилиндр * 74.

Так как тепло переходило из цилиндра в воду, то количество тепла, переданное воде, и количество тепла, потерянное цилиндром, должны быть равными по величине:

12,534 Дж = -500 * c_цилиндр * 74.

Тепер можно решить это уравнение для удельной теплоемкости металлического цилиндра (c_цилиндр):

c_цилиндр = -12,534 Дж / (-500 г * 74) ≈ 0,337 Дж/(г·°C).

Тепер, зная удельную теплоемкость (c) для различных веществ, можно сравнить полученное значение с табличными данными и определить, из какого вещества изготовлен металлический цилиндр. Удельная теплоемкость разных металлов различается, и это значение поможет установить его идентичность.

Объяснение: