Question

Kawałek żelaza o masie 750 g ogrzano do 400 stopni C i umieszczono na bloku topniejącego lodu. Przy oziębieniu do 0 stopni C żelazo stopiło 420g lodu. Oblicz ciepło właściwe żelaza

Answer 1

Cześć. 

Bardzo Cię polubiłem za to zadanie, bo pozwolło mi ono powrócić do cudownych lat licealnych (matura 1975).

Zadanie jest, powiedziałbym, perfidne, bo wymaga zrozumienia tego, co nie jest rozumne.

Otóż:

topniejący lód ma temperaturę 0 stopni C, ale żeby ten lód doprowadzić do stanu wody o tej samej temperaturze, konieczne jest dostarczyć temu lodowi pewnej ilości ciepła, zwanej ciepłem topnienia.

Z tabel stałych fizycznych wiadomo, że ciepło topnienia lodu  q = 334000 J/kg (niektóre tabele podają 333700 J/kg)

Przyjmijmy oznaczenia:

ml - masa lodu

mż - masa żelaza

Cpż - ciepło własciwe żelaza

q - ciepło topnienia

delta Q - dostarczone ciepło

delta T - róznica temperatur

wzór na ciepło topnienia jest taki:

q = Q / m

gdzie q to ciepło topnienia, Q to ilość dostarczonego ciepła (często zapisywana jako delta Q),  m to masa roztopionego ciała

z tego wyliczymy ilość dostarczonego ciepła, która musi się równać ilości ciepła oddanego przez ogrzane żelazo

Q = q * ml ( czyli dla dalszych obliczeń: delta Q = q * ml  /gdzie ml = 420g = 0,42kg/)

Wzór na ciepło właściwe jest taki:

Cp = Q / m * delta T

więc ciepło właściwe żelaza

Cpż = Q / mż * delta T

podstawiamy

Cpż = q * ml /mż * delta T

Cpż = 334000 J/kg * 0,42 kg / 0,75 kg * 400 K

Cpż = 467,6 J/kg * K

(jest to liczba trochę inna niz podaja tabele stałych fizycznych, ale bardzo zbliżona)

 

Mam nadzieję, że zdążyłem.

Pozdrowionka

 

http://kepler.am.gdynia.pl/~zot/pracownie/StaleFizyczne.htm