НПСФ 2023, 9. клас — Задача 1. Провален експеримент

Национално пролетно състезание по физика 2023, Тема за трета състезателна група (9. клас) · 4 март 2023 г. · 10 т.

Условие

Лора извършва лабораторно упражнение по физика, което проверява закона за запазване на енергията при топене на лед. Експерименталната установка представлява калориметър (затворен съд, изолиран от околната среда), пълен с лед с маса $m_{\mathrm{л}}$ и температура $t_{\mathrm{л}} = -30\ °\mathrm{C}$. Към него се долива вода с обем $V = 50$ ml и температура $t_{\mathrm{в}} = 50\ °\mathrm{C}$. Крайната температура в калориметъра трябва експериментално да потвърди теоретичната стойност от $t_{\mathrm{кр}} = 3\ °\mathrm{C}$.

Докато долива водата в калориметъра, в него от джоба ѝ пада монета с маса $m_{\mathrm{м}} = 10$ g и температура $t_{\mathrm{м}} = 40\ °\mathrm{C}$. Това води до получаване на различна крайна температура от $t_{\mathrm{кр2}} = 3,5\ °\mathrm{C}$. Определете:

Специфичният топлинен капацитет на леда е $c_{\mathrm{л}} = 2100$ J/(kg°C), на водата $c_{\mathrm{в}} = 4200$ J/(kg°C), специфичната топлина на топене на леда е $\lambda = 335$ kJ/kg, а плътността на водата е $\rho = 1000$ kg/m$^3$.

А) Първоначалната маса на леда $m_{\mathrm{л}}$. [5,5 т.]

Б) Специфичния топлинен капацитет на монетата $c_{\mathrm{м}}$. [4,5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2023_9problems.pdf · официални решения: proletni_2023_9solutions.pdf