Номер 1.30, страница 6 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

I. Внутренняя энергия - номер 1.30, страница 6.

Условие.

1.30 Определите по графику на рисунке 2, с каким веществом проводился эксперимент по определению удельной теплоёмкости, если масса образца составляла 20 г.

Рис. 2

Решение.

Дано:

$m = 20$ г

Из графика: при $\Delta t_1 = 40^{\circ}C$ сообщенное количество теплоты $Q_1 = 160$ Дж.

Перевод в систему СИ:

$m = 20 \text{ г} = 0.02 \text{ кг}$

Найти:

Вещество, из которого изготовлен образец.

Решение:

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела, определяется по формуле: $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$, где $\text{c}$ – удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ – масса тела, а $\Delta t$ – изменение его температуры.

Чтобы определить вещество, необходимо рассчитать его удельную теплоемкость $\text{c}$. Выразим ее из формулы:

$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta t}$

Воспользуемся данными из графика и условия задачи. Выберем на графике точку с координатами ($\Delta t = 40^{\circ}C$; $Q = 160$ Дж). Подставим эти значения, а также массу образца, в формулу:

$c = \frac{160 \text{ Дж}}{0.02 \text{ кг} \cdot 40^{\circ}C} = \frac{160}{0.8} \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C} = 200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$

Для проверки можно взять другую точку на графике, например ($\Delta t = 80^{\circ}C$; $Q = 320$ Дж):

$c = \frac{320 \text{ Дж}}{0.02 \text{ кг} \cdot 80^{\circ}C} = \frac{320}{1.6} \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C} = 200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$

Расчеты подтверждают, что удельная теплоемкость вещества равна $200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$.

Теперь сравним полученное значение с табличными значениями удельной теплоемкости различных веществ. Например, удельная теплоемкость олова составляет примерно $230 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$, а свинца – $140 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$. Рассчитанное значение наиболее близко к удельной теплоемкости олова. Вероятно, в задаче используется округленное значение, либо имеется в виду сплав на основе олова.

Ответ: удельная теплоемкость вещества составляет $200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot {}^{\circ}C}$. Среди распространенных веществ это значение наиболее близко к удельной теплоемкости олова, поэтому, вероятнее всего, эксперимент проводился с оловом.