дано:
m_brusok = 0,3 кг (масса металлического бруска)
m_stakan = 0,1 кг (масса железного стакана)
V_vody = 375 мл = 0,375 л = 0,375 кг (масса воды, так как плотность воды примерно 1000 кг/м³)
t_initial_water = 30 °C (начальная температура воды)
t_final = 40 °C (конечная температура системы)
c_w = 4184 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды)
c_stakan = 450 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость железа)
c_metal = ? (удельная теплоемкость металла бруска)
найти:
удельную теплоемкость металла бруска c_metal.
решение:
1. Установим уравнение теплового баланса:
теплота, отданная бруском, равна сумме теплоты, полученной водой и стаканом:
m_brusok * c_metal * (t_final - t_initial_brusok) + m_stakan * c_stakan * (t_final - t_initial_stakan) + m_w * c_w * (t_final - t_initial_water) = 0.
2. Учитываем, что начальная температура бруска t_initial_brusok = 100 °C (температура кипятка) и начальная температура стакана t_initial_stakan = 30 °C.
3. Подставим известные значения в уравнение:
0,3 * c_metal * (40 - 100) + 0,1 * 450 * (40 - 30) + 0,375 * 4184 * (40 - 30) = 0.
4. Раскроем скобки и упростим уравнение:
0,3 * c_metal * (-60) + 0,1 * 450 * 10 + 0,375 * 4184 * 10 = 0.
-18 * c_metal + 450 + 15690 = 0.
-18 * c_metal + 16140 = 0.
5. Найдем c_metal:
18 * c_metal = 16140.
c_metal = 16140 / 18 ≈ 895 Дж/(кг·°C).
ответ:
Удельная теплоемкость металла бруска составляет примерно 895 Дж/(кг·°C), что соответствует меди.