ВсОШ 2010, Регионален етап, 9–11 клас — Задача 9.2. · Линейная теплоёмкость
XLIV Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур. 9, 10 и 11 классы. Методическое пособие. МФТИ, 2009/2010 уч.г.
Условие
Теплоёмкость некоторых материалов может зависеть от температуры. Рассмотрим брусок массы кг, изготовленный из материала, удельная теплоёмкость которого зависит от температуры по закону:
где Дж/(кг·°C), . Такой брусок, нагретый до температуры °C, опускают в калориметр, в котором находится некоторая масса воды при температуре °C. После установления теплового равновесия температура в калориметре оказалась равной °C.
Пренебрегая теплоёмкостью калориметра и тепловыми потерями, определите массу воды в калориметре. Известно, что удельная теплоёмкость воды Дж/(кг · °C).
Отговори
- 0.707 кг
Решение
Построим график зависимости удельной теплоёмкости материала бруска от температуры (рис. 13). На оси абсцисс отмечены точки , и . За время теплообмена с водой в калориметре температура бруска понизилась с до . При этом брусок передал воде количество теплоты, численно равное площади заштрихованной поверхности, умноженной на массу бруска кг. Запишем уравнение теплового баланса:
Из этого соотношения находим:
Примерные критерии оценивания
- Определено количество теплоты, переданное бруском — 4
- Определено количество теплоты, полученное водой — 2
- Записано уравнение теплового баланса — 1
- Найдено выражение для — 1
- Получено численное значение для — 2

Оригинал в Архива: region10T.pdf