Учитель на занятии физического кружка поручил Толе проверить, можно ли считать, что у подсолнечного и у моторного масла одинаковая удельная теплоёмкость. Толя посмотрел в справочнике, что удельная теплоёмкость моторного масла лежит в диапазоне Сеправ = (1,6 ÷ 1,7) кДж/ (кг-°С), а удельную теплоёмкость подсолнечного масла Толя решил измерить. Для этого он в подсолнечное масло массой т = 50 г при комнатной температуре t = 24,0 °C налил кипящую воду массой т, = 63 г. Затем Толя попытался измерить установившуюся температуру воды с маслом. Но, к сожалению, Толе удалось измерить установившуюся температуру крайне неточно - он получил значение t = 82 ÷ 5 °C. Удельная теплоёмкость воды равна с. = 4200 Дж/(кг•°С). 1) Какое количество теплоты отдала вода маслу, если считать, что установившаяся температура равна 82 °С точно? 2) Какова удельная теплоёмкость подсолнечного масла, если считать, что установившаяся температура известна точно? 3) Можно ли утверждать, что удельная теплоёмкость подсолнечного масла попадает в диапазон табличных значений удельной теплоёмкости моторного масла? Для ответа на этот вопрос рассчитайте, в каком диапазоне значений может находиться удельная теплоёмкость подсолнечного масла, которая получается по результатам проведённого эксперимента.
- Для начала определим количество теплоты, отданное вода маслу. Для этого воспользуемся формулой теплового баланса: полученное количество теплоты воды равно переданному количеству теплоты маслу.
Теплота, переданная маслу = масса воды * удельная теплоемкость воды * (температура конечная - температура начальная)
Tеплота, переданная маслу = 0.063 кг * 4200 Дж/(кг*°С) * (82 - 24) °C = 2421,36 кДж
Таким образом, количество теплоты, отданное вода маслу, равно 2421,36 кДж.
- По формуле обмена теплом между телами выразим удельную теплоемкость подсолнечного масла:
свода * масса воды * (t конечная - t начальная) = смасла * масса масла * (t конечная - t начальная)
1.008 * 0.063 * (82 - 24) = смасла * 0.05 * (82 - 24)
Отсюда находим, что удельная теплоемкость подсолнечного масла равна 2,52 кДж/(кг*°С).
- Для того чтобы узнать, попадает ли удельная теплоемкость подсолнечного масла в диапазон значений моторного масла, найдем диапазон значений удельной теплоемкости подсолнечного масла по результатам эксперимента.
Исходя из эксперимента, удельная теплоемкость подсолнечного масла находится в диапазоне Смасла = (1,08 ÷ 3,51) кДж/(кг*°С). Таким образом, удельная теплоемкость подсолнечного масла попадает в диапазон значений удельной теплоемкости моторного масла (1,6 ÷ 1,7) кДж/(кг*°С).
