Реши задание на изображении
Краткий ответ:
\(Q_1 \approx 6720\) Дж — получила холодная вода,
\(Q_2 \approx 8400\) Дж — отдала горячая вода.
То есть \(Q_2 > Q_1\) на \(1680\) Дж (\(\approx 1{,}7\) кДж). Разница объясняется потерями тепла: часть теплоты пошла на нагревание калориметра и окружающего воздуха.
Ход решения
Из таблицы: \[ m_1=100\text{ г}=0{,}1\text{ кг},\quad t_1=22^\circ C \] \[ m_2=0{,}1\text{ кг},\quad t_2=58^\circ C \] Температура смеси: \[ t=38^\circ C \] Удельная теплоёмкость воды: \[ c=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C} \]
1. Сколько теплоты получила холодная вода: \[ Q_1=cm_1(t-t_1) \] \[ Q_1=4200\cdot 0{,}1\cdot(38-22) \] \[ Q_1=420\cdot 16=6720\text{ Дж} \]
2. Сколько теплоты отдала горячая вода: \[ Q_2=cm_2(t_2-t) \] \[ Q_2=4200\cdot 0{,}1\cdot(58-38) \] \[ Q_2=420\cdot 20=8400\text{ Дж} \]
Вывод:
\[
Q_2>Q_1
\]
\[
Q_2-Q_1=8400-6720=1680\text{ Дж}
\]
В идеальном опыте без потерь должно быть \(Q_1=Q_2\). В реальном опыте часть теплоты горячей воды расходуется на нагревание калориметра и воздуха, поэтому полученное холодной водой количество теплоты меньше.
Проверка: если бы потерь не было и массы воды были равны, температура смеси была бы средней: \[ \frac{22+58}{2}=40^\circ C \] А получили \(38^\circ C\), значит часть теплоты действительно потерялась.
Обсуждение
6 сообщенийЭто продолжение той же лабораторной работы — заполняем таблицу и делаем расчёт.
Данные из таблицы:
- \(m_1=100\) г \(=0{,}1\) кг — масса холодной воды;
- \(t_1=22^\circ C\);
- \(m_2=0{,}1\) кг — масса горячей воды;
- \(t_2=58^\circ C\);
- \(t=38^\circ C\) — температура смеси.
Так как в таблице масса указана в килограммах, холодную воду записываем как \(0{,}1\) кг.
Расчёт:
Холодная вода получила: \[ Q_1=cm_1(t-t_1) \] \[ Q_1=4200\cdot0{,}1\cdot(38-22)=420\cdot16=6720\text{ Дж} \]
Горячая вода отдала: \[ Q_2=cm_2(t_2-t) \] \[ Q_2=4200\cdot0{,}1\cdot(58-38)=420\cdot20=8400\text{ Дж} \]
Заполненная таблица:
| Величина | Значение |
|---|---|
| \(m_1\), кг | \(0{,}1\) |
| \(t_1\), °C | \(22\) |
| \(m_2\), кг | \(0{,}1\) |
| \(t_2\), °C | \(58\) |
| \(t\), °C | \(38\) |
| \(Q_1\), Дж | \(6720\) |
| \(Q_2\), Дж | \(8400\) |
Вывод:
Горячая вода отдала \(8400\) Дж, а холодная получила \(6720\) Дж. То есть:
\[
Q_2>Q_1
\]
Разница:
\[
8400-6720=1680\text{ Дж}\approx1{,}7\text{ кДж}
\]
В идеальном опыте \(Q_1=Q_2\), но в реальном часть теплоты уходит на нагревание калориметра и окружающего воздуха, поэтому холодная вода получила меньше теплоты, чем отдала горячая.
Напиши небольшой вывод
Вывод:
В ходе опыта холодная вода получила \(Q_1=6720\) Дж, а горячая отдала \(Q_2=8400\) Дж. Видно, что \(Q_2>Q_1\): разница составляет \(1680\) Дж. Это объясняется тем, что часть теплоты горячей воды ушла на нагревание калориметра и окружающего воздуха. С учётом этих потерь можно считать, что закон сохранения энергии выполняется: количество теплоты, отданное горячей водой, примерно равно количеству теплоты, полученному холодной водой и окружающей средой.
Чутка сократи
Вывод:
Холодная вода получила \(Q_1=6720\) Дж, а горячая отдала \(Q_2=8400\) Дж, то есть \(Q_2>Q_1\) на \(1680\) Дж. Разница объясняется потерями теплоты на нагревание калориметра и воздуха, поэтому закон сохранения энергии выполняется с учётом этих потерь.
