Question

Свинцовый цилиндр массой 300 г вынули из кипятка и погрузили в калориметр с водой. Масса воды в калориметре 200 г. После установления теплового равновесия температура содержимого сосуда стала равной 32 °С. Удельная теплоёмкость свинца равна 0,13 а) Чему равно количество теплоты, переданное цилиндром воде? б) Чему равна начальная температура воды? в) Чему станет равна температура содержимого калориметра, если погрузить в него второй такой же цилиндр, вынутый из кипятка?

Answer 1

а) Для расчета количества теплоты, переданного цилиндром воде, используем формулу:
   Q = mcΔt
   где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, Δt - изменение температуры.

   Подставим известные значения:
   Q = 0.3 * 0.13 * (32 - 100)
   Q = 0.3 * 0.13 * (-68)
   Q = -2.212 кДж (поскольку тепло передается из цилиндра в воду, значение отрицательное)

б) Начальная температура воды (T1) может быть найдена через уравнение теплового баланса:
   Q = mcΔt
   Так как тепло, потерянное свинцом, равно полученному водой, то:
   mcΔt = mcΔt
   0.3 * 0.13 * (100 - T1) = 0.2 * 4.18 * (32 - T1)
   Решив уравнение, найдем:  
   T1 ≈ 98.6 °C

в) Чтобы найти температуру после погружения второго цилиндра, воспользуемся законом сохранения энергии:
   m1cΔt1 + m2cΔt2 = (m1 + m2)cΔt
   0.3 * 0.13 * (100 - T) + 0.3 * 0.13 * (100 - T) = (0.3 + 0.3) * 0.13 * (T - 32)
   Решив уравнение, найдем:
   T ≈ 64.7 °C

Ответ:
а) Количество теплоты, переданное цилиндром воде, равно -2.212 кДж.
б) Начальная температура воды составляет примерно 98.6 °C.
в) Если погрузить в калориметр второй цилиндр, то температура содержимого станет примерно 64.7 °C.