Медный калориметр весом 100 г вмещает 738 г во ды, температура которой 15 °С. В этот калориметр опусти ди 200 г меди при температуре 100 °С, после чего темпера тура калориметра поднялась до 17 °С. Какова удельная теплоемкость меди?

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Мы знаем, что тепловая энергия, потерянная горячим телом, равна тепловой энергии, полученной холодным телом.

Обозначим:

• m_вода = 738 г (масса воды)
• c_вода = 4,18 Дж/(г·°C) (удельная теплоемкость воды)
• T_нач_вода = 15 °C (начальная температура воды)
• T_конечная = 17 °C (конечная температура смеси)

Температура меди перед добавлением в калориметр:

• m_меди = 200 г (масса меди)
• T_нач_меди = 100 °C (начальная температура меди)
• c_меди = ? (удельная теплоемкость меди, которую мы ищем)

Сначала найдем количество теплоты, полученной водой:

Q_вода = m_вода * c_вода * (T_конечная - T_нач_вода) Q_вода = 738 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (17 °C - 15 °C) Q_вода = 738 * 4,18 * 2 Q_вода = 6175,68 Дж

Теперь найдем количество теплоты, отданное медью, когда она охлаждается до конечной температуры:

Q_медь = m_меди * c_меди * (T_нач_меди - T_конечная) Q_медь = 200 г * c_меди * (100 °C - 17 °C) Q_медь = 200 * c_меди * 83

Согласно принципу сохранения энергии:

Q_воды = Q_меди 6175,68 Дж = 200 * c_меди * 83

Теперь решим это уравнение для c_меди:

6175,68 = 16600 * c_меди

c_меди = 6175,68 / 16600 c_меди ≈ 0,372 Дж/(г·°C)

Таким образом, удельная теплоемкость меди составляет примерно 0,372 Дж/(г·°C).