Помогите пожалуйста! Внутренний алюминиевый сосуд калориметра имеет массу 50 г и содержит...

Question

28 просмотров

Помогите пожалуйста!
Внутренний алюминиевый сосуд калориметра имеет массу 50 г и содержит 200 г воды при температуре 17 °С. В сасуд опустили нагретый в кипятке стальной брусок массой 110 г, и в результате в калориметре установилась температура 22 °С. Определите удельную теплоёмкость стали. Считайте, что температура кипения воды равна 100 °С; удельная теплоёмкость алюминия - 920 Дж/кг · °С; удельная теплоёмкость воды - 4200 Дж/кг · °С

Физика Kiruxina_zn (12 баллов) 13 Сен, 18 | 28 просмотров

Дан 1 ответ

nikbodnarnik_zn · Answer 1 · 2018-09-13T10:13:31+0000

Пусть $1$ - это вода; $2$ - это алюминий; $3$ - это сталь.

===========================

Дано:

$t_{0} = 17$ °C

$t' = 100$ °C

$m_{1} = 200$ г $= 0,2$ кг

$m_{2} = 50$ г $= 0,05$ кг

$m_{3} = 110$ г $= 0,11$ кг

$c_{1} = 4200$ Дж/(кг · °С)

$c_{2} = 920$ Дж/(кг · °С)

$t = 22$ °С

===========================

Найти: $c_{3} - ?$

===========================

Решение. Калориметр устроен таким образом, что теплообмен с окружающей средой практически исключён, поэтому для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса. В теплообмене принимают участие три тела: вода и внутренний сосуд калориметра получают теплоту, а стальной брусок отдаёт теплоту.

Количество теплоты, отданное стальным бруском: $Q_{3} = c_{3}m_{3}(t' - t)$ ; количество теплоты, полученное холодной водой: $Q_{1} = c_{1}m_{1}(t - t_{0})$ ; количество теплоты, полученное алюминиевым сосудом: $Q_{2} = c_{2} m_{2}(t - t_{0})$ .

Согласно уравнению теплового баланса: $Q_{3} = Q_{1} + Q_{2}$ . Подставив в это уравнение выражения $Q_{1}$ , $Q_{2}$ и $Q_{3}$ , получим:

$c_{3}m_{3}(t' - t) = c_{1}m_{1}(t - t_{0}) + c_{2} m_{2}(t - t_{0})$ , откуда: $\boxed {c_{3} = \dfrac{(t - t_{0})(c_{1}m_{1} + c_{2}m_{2})}{m_{3}(t' - t)}}$