в,фарфоровую чашку массой 100г при температуре 20⁰ влили 200г кипятка окончательная температура оказалась 93⁰ определите удельную теплоёмкость фарфора

Задача по термодинамике, использование закона сохранения энергии (калориметрия).

Дано:

• Масса фарфоровой чашки m_cup = 100 g
• Начальная температура чашки T_cup,i = 20 °C
• Масса кипятка m_water = 200 g
• Температура кипятка T_water,i = 100 °C
• Конечная температура системы T_final = 93 °C
• Удельная теплоемкость воды c_water = 4,18 Дж/(г·K)

Нужно найти удельную теплоёмкость чашки c_cup.

План решения:

1. Вычислим изменение температуры воды и чашки.
2. Посчитаем количество heat, переданного водой чашке и принятый чашкой тепло за счёт её нагрева.
3. При равенстве полученного и потерянного тепла найдём c_cup.

Шаг 1. Изменения температур

• ΔT_water = T_final - T_water,i = 93 - 100 = -7 K (потеря тепла)
• ΔT_cup = T_final - T_cup,i = 93 - 20 = 73 K (приобретение тепла)

Шаг 2. Количество тепла

• Тепло, отданное водой: Q_water = m_water · c_water · ΔT_water = 200 g · 4,18 Дж/(г·K) · (-7 K) = -5852 Дж (минус означает отдачу тепла водой)

• Тепло, полученное чашкой: Q_cup = m_cup · c_cup · ΔT_cup = 100 g · c_cup · 73 K

Шаг 3. Равенство теплообменa (без учёта потерь в окружение) Q_water + Q_cup = 0 ⇒ -5852 Дж + 100 g · c_cup · 73 = 0

Решение для c_cup: 100 · c_cup · 73 = 5852 c_cup = 5852 / (100 · 73) ≈ 5852 / 7300 ≈ 0,801 Дж/(г·K)

Ответ: Удельная теплоёмкость фарфора приближённо равна 0,80 Дж/(г·К), или 801 Дж/(кг·К).

Примечание:

• В задаче игнорируются потери тепла в окружающую среду и теплоемкость чаши как теплоёмкость самого материала чашки рассчитывается именно по формуле Q = mcΔT.
• Реальные значения могут немного отличаться из-за теплопотерь через ободок, воздух и т. д.