题目:
已知冰的比热容为0.5卡/(克·℃)[2.1×10
3焦耳/(千克·℃)],冰的熔解热为80卡/克[3.36×10
3焦耳/千克],水的比热容为1卡/(克·℃)[4.2×10
3焦耳/(千克·℃)].把质量为10克、温度为0℃的冰和质量为200克、温度为100℃的金属块同时投入质量为100克、温度为20℃的水中,当它们达到热平衡时,它们的共同温度为30℃.若不计热量损失,求金属块的比热容.
答案
解:质量为10g、温度为0℃的冰熔化成0℃的水吸收的热量为:Q
熔=0.01kg×3.36×10
3J/kg=33.6J,
冰熔化成水,状态变化,质量不变,熔化成水之后,质量为10g,
水从0℃升高到30℃吸收热量为:Q
1=c
水m
水1△t
1=4.2×10
3J/(kg·℃)×0.01kg×(30℃-0℃)=1260J,
质量为100g、温度为20℃的水从20℃升高到30℃吸收热量为:
Q
2=c
水m
水2△t
2=4.2×10
3J/(kg·℃)×0.1kg×(30℃-20℃)=4200J,
质量为200g的金属块从100℃降低到30℃放出热量为:
Q=cm△t=c×0.2kg×(100℃-30℃),
不计热量损失,Q=Q
熔+Q
1+Q
2,
所以,c×0.2kg×(100℃-30℃)=33.6J+1260J+4200J,
所以,c=0.3924×10
3J/(kg·℃).
答:金属块的比热容为0.3924×10
3J/(kg·℃).
解:质量为10g、温度为0℃的冰熔化成0℃的水吸收的热量为:Q
熔=0.01kg×3.36×10
3J/kg=33.6J,
冰熔化成水,状态变化,质量不变,熔化成水之后,质量为10g,
水从0℃升高到30℃吸收热量为:Q
1=c
水m
水1△t
1=4.2×10
3J/(kg·℃)×0.01kg×(30℃-0℃)=1260J,
质量为100g、温度为20℃的水从20℃升高到30℃吸收热量为:
Q
2=c
水m
水2△t
2=4.2×10
3J/(kg·℃)×0.1kg×(30℃-20℃)=4200J,
质量为200g的金属块从100℃降低到30℃放出热量为:
Q=cm△t=c×0.2kg×(100℃-30℃),
不计热量损失,Q=Q
熔+Q
1+Q
2,
所以,c×0.2kg×(100℃-30℃)=33.6J+1260J+4200J,
所以,c=0.3924×10
3J/(kg·℃).
答:金属块的比热容为0.3924×10
3J/(kg·℃).