Дано:
Масса начальной воды = 57 г = 0.057 кг
Начальная температура воды = 12 °C = 285 K
Конечная температура воды = 25 °C = 298 K
Теплоёмкость сосуда = 18,27 Дж/°C
Найти:
Изменение массы воды
Решение:
Для расчета изменения массы воды можно использовать закон сохранения энергии. Количество теплоты, которое нужно передать воде для поднятия ее температуры, можно рассчитать по формуле:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Из формулы следует, что
ΔT = (Q + Q_сосуда) / (m * c)
где Q_сосуда - количество теплоты, необходимое для нагревания пустого сосуда на 1 °C.
Подставим известные значения и рассчитаем изменение массы воды:
ΔT = (0 + 18.27) / (0.057 * 4186) ≈ 0.008 °C
Теперь можно найти изменение массы воды, используя формулу:
Δm = m * α * ΔT
где α - коэффициент объемного расширения воды, который приблизительно равен 2.1 * 10^-4 1/°C для воды.
Подставим значения и рассчитаем изменение массы воды:
Δm = 0.057 * 2.1 * 10^-4 * 0.008 ≈ 9.5 * 10^-8 кг
Ответ:
Масса воды изменилась примерно на 9.5 * 10^-8 кг.