дано:
Масса образца m1 = 0,5 кг.
Объем воды V = 300 мл = 0,3 л = 0,3 * 10^-3 м³.
Масса пустого калориметра m2 = 40 г = 0,04 кг.
Температура воды перед добавлением образца T1 = 15 °C.
Температура после теплового равновесия T2 = 26 °C.
Температура кипящей воды Tн = 100 °C.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
найти:
Материал образца (его удельную теплоемкость c1).
решение:
1) Сначала найдем массу воды:
mвода = ρ * V = 1000 кг/м³ * 0,3 * 10^-3 м³ = 0,3 кг.
2) Теперь найдем массу калориметра:
mкалориметра = 0,04 кг.
3) Найдем общую массу системы (воды и калориметра):
mсистема = mвода + mкалориметра = 0,3 кг + 0,04 кг = 0,34 кг.
4) Найдем количество теплоты, которое получила система:
Q = mсистема * cвода * (T2 - T1),
где cвода = 4186 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды).
Подставим известные значения:
Q = 0,34 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (26 °C - 15 °C) = 0,34 * 4186 * 11.
Выполним расчет:
Q = 0,34 * 4186 * 11 = 15,57 кДж.
5) Это количество теплоты передал образец, значит:
Q = m1 * c1 * (Tн - T2).
Подставим известные значения и выразим c1:
15,57 * 10^3 Дж = 0,5 кг * c1 * (100 °C - 26 °C).
Упрощаем уравнение:
15,57 * 10^3 Дж = 0,5 kg * c1 * 74 °C.
Теперь найдем c1:
c1 = (15,57 * 10^3 Дж) / (0,5 * 74).
Вычислим:
c1 ≈ 421 Дж/(кг·°C).
ответ:
Материал образца – скорее всего, это медь, так как её удельная теплоемкость близка к 385 Дж/(кг·°C), а значение 421 Дж/(кг·°C) может свидетельствовать о том, что присутствуют некоторые погрешности в измерениях или другие факторы влияния.