Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12522
2020-01-08 
В калориметре медленно остывает расплав исследуемого вещества. Удельная теплота плавления этого вещества (она была определена в предыдущих опытах) $L = 200 кДж/кг$. По графику зависимости температуры вещества от времени (рис.) определите удельные теплоемкости вещества в твердом и жидком состоянии. Теплоемкостью калориметра пренебречь.
Решение:
Как видно из рисунка, сначала вещество, находясь в жидком состоянии, охлаждается до температуры плавления, затем в течение 5 минут кристаллизуется без изменения температуры, после чего опять охлаждается, уже в твердом состоянии.
Очевидно, что если температура с течением времени не изменяется (во время кристаллизации), то выделяемая веществом тепловая мощность постоянна. Выразить ее можно, воспользовавшись горизонтальным участком графика:
$P = \frac{Q}{ \tau_{кр}} = \frac{mL}{ \tau_{кр}}$.
Продолжив участок графика, соответствующий жидкому состоянию (проведя касательную к графику), можно записать (рис.):
$c_{ж}m \Delta t_{ж} =P \tau_{ж}$,
откуда
$c_{ж} = \frac{ \tau_{ж} }{ \Delta t_{ж} } \frac{L}{ \tau_{кр} } \approx 8 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot К}$.
Аналогично для твердого состояния найдем:
$c_{тв} = \frac{ \tau_{тв} }{ \Delta t_{тв} } \frac{L}{ \tau_{кр} } \approx 15 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot К}$.
Заметим, что касательные мы провели для большей точности, можно было обойтись и без них, использовав малые участки кривых, которые примыкают к горизонтальному участку графика.
В калориметре медленно остывает расплав исследуемого вещества. Удельная теплота плавления этого вещества (она была определена в предыдущих опытах) $L = 200 кДж/кг$. По графику зависимости температуры вещества от времени (рис.) определите удельные теплоемкости вещества в твердом и жидком состоянии. Теплоемкостью калориметра пренебречь.
Решение:
Как видно из рисунка, сначала вещество, находясь в жидком состоянии, охлаждается до температуры плавления, затем в течение 5 минут кристаллизуется без изменения температуры, после чего опять охлаждается, уже в твердом состоянии.
Очевидно, что если температура с течением времени не изменяется (во время кристаллизации), то выделяемая веществом тепловая мощность постоянна. Выразить ее можно, воспользовавшись горизонтальным участком графика:
$P = \frac{Q}{ \tau_{кр}} = \frac{mL}{ \tau_{кр}}$.
Продолжив участок графика, соответствующий жидкому состоянию (проведя касательную к графику), можно записать (рис.):
$c_{ж}m \Delta t_{ж} =P \tau_{ж}$,
откуда
$c_{ж} = \frac{ \tau_{ж} }{ \Delta t_{ж} } \frac{L}{ \tau_{кр} } \approx 8 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot К}$.
Аналогично для твердого состояния найдем:
$c_{тв} = \frac{ \tau_{тв} }{ \Delta t_{тв} } \frac{L}{ \tau_{кр} } \approx 15 \cdot 10^{3} \frac{Дж}{кг \cdot К}$.
Заметим, что касательные мы провели для большей точности, можно было обойтись и без них, использовав малые участки кривых, которые примыкают к горизонтальному участку графика.
