Rozwiązane

Do mosiężnego kalorymetru o masie 128 g, zawierającego 245 g wody o temperaturze
10 stopni C , wrzucono ciało o masie 200 g i temperaturze 100 stopni C. Końcowa temperatura kalorymetru była 20 stopni C. Znaleźć ciepło właściwe ciała wrzuconego do kalorymetru.



Odpowiedź :

Hanecka

Zasada bilansu cieplnego.

W wyniku opisanego doświadczenia:

  • mosiężny kalorymetr i woda  pobierają ciepło,
  • wrzucone do kalorymetru ciało oddaje ciepło.

Zgodnie z zasadą bilansu cieplnego:

ilość ciepła pobranego = ilości ciepła oddanego

[tex]Q_1+Q_2=Q_3[/tex]

Ilość ciepła obliczamy ze wzoru:

[tex]Q=m*c_w*\Delta T[/tex]

Dane:

[tex]m_1=128g=0,128kg[/tex]  masa kalorymetru

[tex]m_2=245g=0,245kg[/tex]   masa wody

[tex]t=10^0C[/tex]   temperatura kalorymetru i wody

[tex]c_w_1=400\frac{J}{kg*^0C}[/tex]  ciepło właściwe mosiądzu

[tex]c_w_2=4200\frac{J}{kg*^0C}[/tex]  ciepło właściwe wody

[tex]m_3=200g=0,2kg[/tex]  masa wrzuconego ciała

[tex]t_3=100^0C[/tex]  temperatura wrzuconego ciała
[tex]t_1=20^0C[/tex]  temperatura końcowa

[tex]szukane:c_w_3[/tex] ciepło właściwe ciała

Obliczamy ilość ciepła pobranego

[tex]Q_1+Q_2[/tex]

[tex]Q_1+Q_2=[/tex] [tex]m_1*c_w_1*\Delta T_1+m_2*c_w_2*\Delta T_2[/tex]

[tex]0,128kg*400\frac{J}{kg*^0C}*(20^0C-10^0C)+0,245*4200\frac{J}{kg*^0C}*(20^0C-10^0C)[/tex]

[tex]Q_1+Q_2=512J+10290J[/tex]

[tex]Q_1+Q_2=10802J[/tex]

Obliczamy ilość ciepła oddanego oraz ciepło właściwe ciała

[tex]Q_3=m_3*c_w_3*(100^0C-20^0C)[/tex]

[tex]Q_3=0,2kg*c_w_3*80^0C[/tex]

[tex]Q_3=16kg*^0C*c_w_3[/tex]

Wracamy do zasady bilansu

[tex]Q_1+Q_2=Q_3[/tex]

[tex]10802J=16kg*^0C*c_w_3/:16kg*^0C[/tex]

[tex]c_w_3=\frac{10802J}{16kg*^0C}\approx675,1\frac{J}{kg*^0C}[/tex]

Inne Pytanie