Question

Кусок олова массой m = 100 г с начальной температурой T0 = 0 °C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 12 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зависимости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии. Ответ дайте в джоулях на килограмм на градус Цельсия.

Answer 1

Дано:  
Масса олова, m = 100 г = 0,1 кг  
Напряжение, U = 12 В  
Сила тока, I = 1 А  
Начальная температура, T0 = 0 °C  
Температура при t = 400 с, T1 = 200 °C  

Найти:  
Удельную теплоемкость олова в твёрдом состоянии  

Решение:  
Мощность, идущая на нагревание олова, равна P = UI = 12 В * 1 А = 12 Вт = 12 Дж/с  

Время нагрева до достижения температуры 200 °C составляет 400 секунд.  
Количество полученной теплоты Q = Pt = 12 Дж/с * 400 с = 4800 Дж  

Используя уравнение теплового баланса для олова в твёрдом состоянии:  
Q = mcΔT  
4800 Дж = 0,1 кг * c * (200 °C - 0 °C)  
4800 Дж = 20c  
c = 240 Дж/(кг·°C)  

Ответ:  
Удельная теплоемкость олова в твёрдом состоянии равна 240 Дж/(кг·°C).