Задачи на расчет

количества теплоты

Условие

В алюминиевый калориметр массой 45 г, содержащий 100 г воды при температуре 20°С, поместили чугунную гирю массой 50 г, предварительно нагретую до 100°С. Какая температура установится в калориметре?

НАПОМИНАЕМ:КАЛОРИМЕТР (от лат. calor тепло и греч. metreo — измеряю) — прибор для измерения количества теплоты, выделяющейся или поглощающейся в каком-либо физическом, химимическом или биологическом процессе. Термин «К.» был предложен франц. учёными А. Лавуазье и П. Лапласом (1780).

УсловиеВ алюминиевый калориметр массой 45 г, содержащий 100 г воды при температуре 20°С, поместили чугунную гирю массой 50 г,

предварительно нагретую до 100°С. Какая температура установится в калориметре?

100°С 20°С

? °С

УсловиеВ алюминиевый калориметр массой 45 г, содержащий 100 г воды при температуре 20°С, поместили чугунную гирю массой 50 г,

предварительно нагретую до 100°С. Какая температура установится в калориметре?

100°С

20°С

кг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Алюминиевый калориметр и вода находятся в состоянии

теплового равновесия.Поэтому их температуры одинаковы!

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

УсловиеВ алюминиевый калориметр массой 45 г, содержащий 100 г воды при температуре 20°С, поместили чугунную гирю массой 50 г,

предварительно нагретую до 100°С. Какая температура установится в калориметре?

? °Скг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Вещества, участвующие в тепловых процессах:

алюминий,вода,чугун.

Какие тепловые процессы между ними происходят?Какая информация нам будет необходима?

Какие тепловые процессы происходят в задаче? Назовите процессы, которые происходят с

каждым из этих тел

Чугун отдает тепло воде и алюминию

Калориметр и вода приобретают одинаковую температуру.

Никаких изменений не происходит

Тепловое равновесие

Алюминий Вода

Чугун Охлаждение

Вода, алюминий

Нагревание

1. До того, как гирю поместили в калориметр

2. После того, как гирю поместили в калориметр

Для расчета процессов нагревания и охлаждения необходимо знать удельные теплоемкости веществ.

УсловиеВ алюминиевый калориметр массой 45 г, содержащий 100 г воды при температуре 20°С, поместили чугунную гирю массой 50 г,

предварительно нагретую до 100°С. Какая температура установится в калориметре?

кг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

ВНИМАНИЕ!Удельные теплоемкости можно найти в специальной таблице. Такие таблицы есть в каждом задачнике. Для того, чтобы открыть ее в нашем курсе нажмите здесь.

Скг

Дж4200

Скг

кДж4190

Скг

Дж540

Скг

Дж900

в

ч

ал

с

с

с

Обсуждение

Скг

Дж4200

Скг

кДж19,4

Скг

Дж540

Скг

кДж540,0

Скг

Дж900

Скг

кДж896,0

в

ч

ал

с

с

скг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t Оценим, каким должен получиться ответ.?

mct

Q

Количество теплоты, отданное чугуном равно количеству теплоты, полученному водой и алюминием, а произведение для чугуна существенно меньше, чем для воды и алюминия.Значит, изменение температуры чугуна будет намного больше, чем изменение температуры у алюминия и воды

mc

Решение

)(

0QQ

энергиисохраненияЗакон

балансатепловогоуравнение

полученноеотданное

кг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Скг

Дж4200

Скг

Дж540

Скг

Дж900

в

ч

ал

с

с

с

0Q отданное

Для решения задачи необходимо составить

уравнение теплового баланса

Чугун отдает тепло воде и алюминию

0Q полученное

Вода и алюминий получают тепло

от чугуна

Решение

кг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Скг

Дж4200

Скг

кДж19,4

Скг

Дж540

Скг

кДж540,0

Скг

Дж900

Скг

кДж896,0

в

ч

ал

с

с

с

0QQ

0Q

0Q

полученноеотданное

полученное

отданное

0)(QQ 0 ччччотданное ttmс

валполученное QQQ

0)(Q 0 алалалал ttmс

0)(Q 0 вввв ttmс

Решение

0)()()( 000 вввалалалччч ttmсttmсttmс

0)20(1,04200)20(045,0900)100(05,0540 ttt

0)20(420)20(5,40)100(27 ttt

084004208105,40270027 ttt

0119105,487 t

119105,487 t

кг045,0г45 алmкг1,0г100 вm

Сtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Скг

Дж4200

Скг

кДж19,4

Скг

Дж540

Скг

кДж540,0

Скг

Дж900

Скг

кДж896,0

в

ч

ал

с

с

с

0)(QQ 0 ччччотданное ttmс

валполученное QQQ

0)(Q 0 алалалал ttmс

0)(Q 0 вввв ttmс

0QQ полученноеотданное

Проведем математические преобразования:

Решениекг045,0г45 алm

кг1,0г100 вmСtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Скг

Дж4200

Скг

кДж19,4

Скг

Дж540

Скг

кДж540,0

Скг

Дж900

Скг

кДж896,0

в

ч

ал

с

с

с

0QQ полученноеотданное

0)(QQ 0 ччччотданное ttmс

валполученное QQQ

0)(Q 0 алалалал ttmс

0)(Q 0 вввв ttmс

119105,487 t

)(4,245,487

11910Сt

Вычислим:

Ответкг045,0г45 алm

кг1,0г100 вmСtt алв 2000

кг05,0г50 чmСt ч 1000

?t

Скг

Дж4200

Скг

кДж19,4

Скг

Дж540

Скг

кДж540,0

Скг

Дж900

Скг

кДж896,0

в

ч

ал

с

с

с

0QQ полученноеотданное

0)(QQ 0 ччччотданное ttmс

валполученное QQQ

0)(Q 0 алалалал ttmс

0)(Q 0 вввв ttmс

)(4,245,487

11910Сt

Ответ: в калориметре установится температура 24,4°С.

Вспомните: изменение температуры чугуна будет намного больше, чем изменение

температуры у алюминия и воды.Удовлетворяет ли полученный ответ нашей предварительной оценке?