Question

Do kalorymetru zawierającego 200g wody o temperatusze 20 stopni C
wrzucono nity aluminiowe ogrzane do temperatury 400 stopni C . Pomijająć ciepło pobrane przez kalorymetr, oblicz masę nitów, jeżeli temperatura końcowa po wymieszaniu wyniosła 25 stponi C.

Wykonać Przy pomocy bilansu cieplnego.

Pilne.!

to jest zadanie 31 strona 78 w zbiorze zadań:
Fizyka i Astronomia - Roman Grzybowski

;)

Answer 1

Q1 - woda

m1 = 0,2kg
T1 = 20 C
c1 = 4200 J/kg*C

Q2 - aluminium

m2 = ? [kg]
T2 = 400 C
c2 = 900 J/kg*C

T = 25 C

Q1 = m1*c1*(T - T1)

Q2 = m2*c2*(T2 - T)

ZZZE ( z zasady zachowania energii)

Q1 = Q2

m1*c1*(T - T1) = m2*c2*(T2 - T) /: c2*(T2 - T)

m2 = m1*c1*(T - T1)/c2*(T2 - T)

[m2] = [ kg*J/kg*C/C:J/kg*C*C = kg]

m2= 0,2*4200(25 - 20)/900*(400 - 25) kg

m2 = 840*5/900*375 kg

m2 = 4200/337500 kg

m2 = 0,0124 kg

m2 = 12,4 g

Odp: Masa aluminiowych nitówwynosi 12,4 g.

Answer 2

Dane:
m₁ = 200g = 0,2kg
C₁ = 4200J/kg×°C
C₂ = 900J/kg×°C
t₁ = 20°C
t₂ = 400°C
t₃ = 25°C

Szukane:
m₂ = ?

Wzór:
Q pob = Q od
C₁×m₁×(t₃-t₁) = C₂×m₂×(t₂-t₃)

4200J/kg×°C×0,2kg×(25°C-20°C) = 900J/kg×°C×m₂×(400°C-25°C)
[kilogramy się skrócą, ale tylko po jednej stronie, bo po prawej szukamy masę]
4200J/°C×0,2×5°C = 900J/kg×°C×m₂×375°C
[po obu stronach skracamy stopnie Celsjusza]
4200J×0,2×5 = 900J/kg×m₂×375
4200J = 337500J/kg×m₂ /:337500J/kg
4200J:337500J/kg = m₂
0,012(5) [J×kg/J] = m₂
m₂ ≈ 0,0125kg
m₂ ≈ 12,5g

Odp.: Masa nitów aluminiowych wynosi ok. 12,5g.