Question

Игнат проводил опыты со льдом и водой, нагревая их на электроплитке в закрытой алюминиевой кружке. Оказалось, что для нагревания 0,4 кг льда на 20 градусов требуется 34 секунды, а для нагревания такой же массы воды на столько же градусов - 70 секунд. Игнат предположил, что все количество теплоты, поступающее от плитки, идет на нагревание льда (или воды). Зная что удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг * С) помогите Игнату определить по полученным эксперементальным данным удельную теплоемкость льда. Лед при нагревании не тает

Answer 1

Дано:  
Масса льда (и воды) m = 0.4 кг  
ΔT_льда = 20 °C  
ΔT_воды = 20 °C  
Время нагревания льда t_льда = 34 с  
Время нагревания воды t_воды = 70 с  
Удельная теплоемкость воды c_воды = 4200 Дж/(кг·°C)  

Найти:  
Удельную теплоемкость льда c_льда  

Решение:  
Используем формулу для количества теплоты, полученной телом при нагревании:  
Q = c * m * ΔT,  
где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость, m - масса тела, ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем количество теплоты, которое требуется для нагревания льда:  
Q_льда = c_льда * m * ΔT_льда,  
Q_льда = c_льда * 0.4 кг * 20 °C.

Также найдем количество теплоты для нагревания воды:  
Q_воды = c_воды * m * ΔT_воды,  
Q_воды = 4200 Дж/(кг·°C) * 0.4 кг * 20 °C.

Согласно предположению Игната, всё количество теплоты поступающее от плитки идет на нагревание льда:  
Q_льда = Q_воды,  
c_льда * 0.4 * 20 = 4200 * 0.4 * 20,  
c_льда = 4200 Дж/(кг·°C).

Ответ:  
Полученная удельная теплоемкость льда равна 4200 Дж/(кг·°C).