Задание 4. Чтобы определить вещество, из которого изготовлен металлический цилиндр, Андрей решил измерить удельную теплоёмкость этого вещества. Измерения показали, что масса цилиндра равна 500 г. В алюминиевый калориметр массой 40 г Андрей налил 300 г воды и измерил температуру, которая оказалась равна 15 °С. Достав цилиндр из кипящей воды, Андрей поместил его в калориметр. После того как установилось тепловое равновесие, температура воды в калориметре повысилась до 26 °С. Из какого вещества был изготовлен изучаемый Андреем цилиндр?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения вещества, из которого изготовлен металлический цилиндр, мы можем использовать закон сохранения теплоты.

Сначала найдем количество теплоты, которое передался из цилиндра в воду:

Q = c m ΔT,

где Q - количество теплоты, переданное из цилиндра в воду,
c - удельная теплоемкость вещества цилиндра,
m - масса вещества цилиндра,
ΔT - изменение температуры воды в калориметре.

Для воды удельная теплоемкость равна 4,18 Дж/(г*°C).

ΔT = 26 - 15 = 11 °C.

Подставляем известные значения:

Q = c 500 11 = 40 4,18 11.

Теперь найдем количество теплоты, которое передался из цилиндра в воду при помещении цилиндра из кипящей воды в калориметр:

Q = m * L,

где L - теплота плавления вещества цилиндра.

Для алюминия L = 390 Дж/г.

Подставляем известные значения:

Q = 500 * 390.

Теперь сравниваем полученные значения - если они будут совпадать, значит цилиндр изготовлен из алюминия.