Реши задание на изображении
Кратко: на фото — лабораторная работа № 3, а не задача с готовыми числами. Числовой ответ получится после ваших измерений. Удельная теплоёмкость цилиндра считается по формуле:
\[ c_x=\frac{4200\,m_1(t-t_1)}{m_2(t_2-t)} \]
где \(m_1\) — масса холодной воды, \(t_1\) — её начальная температура, \(m_2\) — масса цилиндра, \(t_2\) — температура горячей воды (она же начальная температура цилиндра), \(t\) — общая температура после опускания цилиндра.
Что делать по пунктам
Налейте в калориметр 150–200 мл холодной воды. Для воды \(1\text{ мл}=1\text{ г}\), поэтому
\(m_1=0{,}150\ldots0{,}200\text{ кг}\). Измерьте \(t_1\).Температуру горячей воды \(t_2\) узнайте у учителя. Опустите в калориметр горячий цилиндр и дождитесь, пока температура перестанет меняться. Измерьте общую температуру \(t\).
Выньте цилиндр, оботрите его салфеткой и взвесьте. Запишите \(m_2\) в кг.
Количество теплоты, полученное холодной водой:
\[ Q_1=4200\,m_1(t-t_1) \]
- Если пренебречь потерями и теплоёмкостью калориметра, то цилиндр отдал столько же теплоты:
\[ Q_2=Q_1 \]
- Тогда удельная теплоёмкость вещества цилиндра:
\[ c_x=\frac{Q_1}{m_2(t_2-t)} \]
Пример расчёта на условных числах
Пусть \(m_1=0{,}200\) кг, \(t_1=20^\circ\text{C}\), \(m_2=0{,}120\) кг, \(t_2=100^\circ\text{C}\), \(t=25^\circ\text{C}\).
\[ Q_1=4200\cdot0{,}200\cdot(25-20)=4200\text{ Дж} \]
\[ c_x=\frac{4200}{0{,}120\cdot(100-25)}\approx467\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}} \]
Это близко к железу/стали — около \(460\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\), значит, результат правдоподобен.
Проверка
- Должно выполняться \(t_1<t<t_2\).
- В знаменателе именно \(t_2-t\), разность должна быть положительной.
- Сравните полученное \(c_x\) с табличным значением для металла цилиндра. Если получилось около 920 — это алюминий, около 380–400 — медь или латунь, около 130 — свинец.
В таблицу записывайте температуры с учётом цены деления термометра, например \(t_1=(20\pm1)^\circ\text{C}\).
Чтобы получить ваш точный числовой ответ, пришлите измеренные \(m_1\), \(t_1\), \(m_2\), \(t_2\) и \(t\) — я подставлю их и посчитаю.
