Для нагрівання тіла від 10⁰С до 30⁰С було витрачено 24 кДж теплоти. З якого матеріалу виготовлено тіло, якщо воно має масу 1,5 кг?
Варіанти відповідей:
А) Мідь
Б) Залізо
В) Скло
Г) Срібло
Ответы
Відповідь:
Залізо
Пояснення:
Дано:
m = 1,5 кг
t₁ = 10°C
t₂ = 30°С
Q=24 кДж = 24000 Дж
--------------------------------------
с - ?
Розв'язок:
Q = cmΔt
c=Q/mΔt = 24000 / 1,5 × ( 30 - 10 )= 16000/20 = 800 Дж/кг°С
Ответ:Скло
Объяснение:Для визначення матеріалу, з якого виготовлено тіло, за кількістю теплоти, необхідної для підвищення його температури, потрібно знати питому теплоємність матеріалу. Питома теплоємність матеріалу - це кількість теплоти, необхідна для підвищення температури даної маси матеріалу на 1°С.
Ми можемо використовувати наступне рівняння для розрахунку питомої теплоємності тіла, виходячи з кількості теплоти, необхідної для підвищення його температури, і його маси:
Питома теплоємність = Необхідна кількість теплоти / (Маса * Зміна температури)
Підставивши значення з задачі, отримаємо:
Питома теплоємність = 24 кДж / (1,5 кг * 20°C) = 0,8 кДж/кг*°C
Тепер ми можемо порівняти це значення з питомими теплоємностями варіантів відповідей, щоб визначити матеріал, з якого виготовлено тіло.
Питома теплоємність міді становить 0,385 кДж/кг°С, заліза - 0,450 кДж/кг°С, скла - 0,840 кДж/кг°С, срібла - 0,235 кДж/кг°С.
Порівнюючи ці значення з питомою теплоємністю, яку ми розрахували для тіла, бачимо, що найближче підходить скло, питома теплоємність якого становить 0,840 кДж/кг*°С. Отже, матеріалом, з якого виготовлено корпус, скоріш за все, є скло (варіант С).
Важливо зазначити, що цей розрахунок припускає, що тіло є однорідним твердим тілом, а також відсутність втрат теплоти внаслідок теплопередачі в навколишнє середовище або інші джерела. В реальності ці фактори можуть впливати на питому теплоємність тіла і точність цієї оцінки.