6. По результатам нагревания кристаллического вещества массой 5 кг построен график зависимости температуры этого вещества от количества подводимого тепла. Определите удельную теплоёмкость вещества в жидком состоянии.

Расчёт удельной теплоёмкости вещества в жидком состоянии

Для того чтобы определить удельную теплоёмкость вещества в жидком состоянии, нам нужно проанализировать график и использовать формулу теплоты. График показывает зависимость температуры от подводимого тепла. Вещество имеет массу 5 кг.

1. Анализ графика:

• Участок 1 (твердое тело): Температура растёт от 30°C до 80°C при подводе тепла от 0 до 300 Дж.
• Участок 2 (плавление): Температура остаётся постоянной на уровне 80°C при подводе тепла от 300 Дж до 1050 Дж. Это температура плавления.
• Участок 3 (жидкость): Температура растёт от 80°C до 100°C при подводе тепла от 1050 Дж до 1200 Дж. Этот участок соответствует нагреванию вещества в жидком состоянии.

2. Выбор участка для расчёта:

Нас интересует удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии. Поэтому мы будем использовать данные с третьего участка графика, где вещество уже полностью расплавилось и его температура растёт.

3. Извлечение данных с графика:

• Начальная температура жидкого вещества (начало участка 3): \( T_1 = 80 \) °C.
• Конечная температура жидкого вещества (конец участка 3): \( T_2 = 100 \) °C.
• Количество подведенного тепла для нагрева в жидком состоянии (разница между конечной и начальной точками участка 3): \( Q = 1200 \text{ Дж} - 1050 \text{ Дж} = 150 \) Дж.
• Масса вещества: \( m = 5 \) кг.

4. Формула для расчёта:

Удельная теплоёмкость \( c \) рассчитывается по формуле:

\[ c = \frac{Q}{m \cdot \Delta T} \]

где:

• \( Q \) — количество подведенного тепла, Дж;
• \( m \) — масса вещества, кг;
• \( \Delta T \) — изменение температуры, °C (или K).

В нашем случае \( \Delta T = T_2 - T_1 = 100 \text{ °C} - 80 \text{ °C} = 20 \) °C.

5. Расчёт:

Подставим значения в формулу:

\[ c = \frac{150 \text{ Дж}}{5 \text{ кг} \cdot 20 \text{ °C}} \]

\[ c = \frac{150}{100} \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \]

\[ c = 1.5 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \]

Ответ: Удельная теплоёмкость вещества в жидком состоянии составляет 1.5 Дж/(кг·°C).