вывод и таблицу
Точных измерений на фото нет, поэтому ниже — пример заполнения. Подставь свои температуры, если они отличались.
Краткий ответ:
Для 100 мл воды масса \(m_1=m_2=0{,}100\) кг.
\[
Q_1=cm_1(t-t_1),\qquad Q_2=cm_2(t_2-t)
\]
В примере \(Q_1=7980\) Дж, \(Q_2=8820\) Дж. Горячая вода отдала больше, чем получила холодная, потому что часть теплоты ушла на калориметр и окружающий воздух.
Таблица 12 — пример
| Масса холодной воды \(m_1\), кг | Начальная температура холодной воды \(t_1\), °C | Масса горячей воды \(m_2\), кг | Начальная температура горячей воды \(t_2\), °C | Температура смеси \(t\), °C | \(Q_1\), Дж | \(Q_2\), Дж |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,100 | 20 | 0,100 | 60 | 39 | 7980 | 8820 |
Как считали
Массу находим по формуле \(m=\rho V\):
\[ 100\text{ мл}=0{,}0001\text{ м}^3 \]
\[ m=1000\cdot0{,}0001=0{,}100\text{ кг} \]
Количество теплоты, полученное холодной водой:
\[ Q_1=4200\cdot0{,}100\cdot(39-20) \]
\[ Q_1=4200\cdot0{,}1\cdot19=7980\text{ Дж} \]
Количество теплоты, отданное горячей водой:
\[ Q_2=4200\cdot0{,}100\cdot(60-39) \]
\[ Q_2=4200\cdot0{,}1\cdot21=8820\text{ Дж} \]
Разница:
\[ Q_2-Q_1=8820-7980=840\text{ Дж} \]
Проверка: если бы потерь не было и массы воды были одинаковыми, температура смеси была бы примерно \(40^\circ C\), а \(Q_1=Q_2=8400\) Дж. Небольшое расхождение — это и есть тепловые потери.
Вывод
Количество теплоты, отданное горячей водой при остывании, примерно равно количеству теплоты, полученному холодной водой при нагревании. В опыте \(Q_2\) немного больше \(Q_1\), потому что часть теплоты пошла на нагревание калориметра и рассеялась в окружающую среду. С учётом этих потерь выполняется уравнение теплового баланса.
