Определите удельную теплоемкость материала, из которого изготовлен образец массой 2 кг, если на его нагревание от10 до 15 градус C было затрачено 5кДж теплоты. Потерями на теплообмен с окружающей средой пренебречь. Из какого материала изготовлен образец?
Чтобы определить удельную теплоемкость материала, необходимо воспользоваться формулой для расчета количества теплоты:
[ Q = c \cdot m \cdot \Delta T ]
где:
Из условия задачи известно:
Изменение температуры:
[ \Delta T = T_2 - T_1 = 15 - 10 = 5 \, \text{°C} ]
Подставим известные значения в формулу и решим её относительно ( c ):
[ 5000 = c \cdot 2 \cdot 5 ]
[ 5000 = 10c ]
[ c = \frac{5000}{10} = 500 \, \text{Дж/(кг·°C)} ]
Таким образом, удельная теплоемкость материала составляет 500 Дж/(кг·°C).
Теперь, чтобы определить, из какого материала может быть изготовлен образец, можно сравнить полученное значение удельной теплоемкости с известными значениями для различных материалов. Удельная теплоемкость около 500 Дж/(кг·°C) характерна для материалов, таких как алюминий, у которого удельная теплоемкость примерно 897 Дж/(кг·°C). Однако, полученное значение также может быть средним значением для некоторых других материалов или композитов, так что материал может быть алюминием или другим, в зависимости от контекста и точности измерений.
Удельная теплоемкость материала может быть определена по формуле:
С = Q / (m * ΔT),
где С - удельная теплоемкость материала, Q - затраченная теплота, m - масса образца, ΔT - изменение температуры.
Подставляя известные значения, получаем:
С = 5 кДж / (2 кг 5 градусов C) = 0,5 кДж/(кгград).
Из таблицы удельных теплоемкостей материалов видно, что удельная теплоемкость воды составляет примерно 4,18 кДж/(кг*град), что гораздо выше значения, полученного для нашего материала. Следовательно, материал образца не является водой. Возможно, это металл, так как удельная теплоемкость металлов обычно ниже, чем у воды.
