По какой формуле можно

Формула для расчёта удельной теплоёмкости вещества

Удельная теплоёмкость — это энергия, которая требуется для увеличения температуры 1 грамма чистого вещества на 1°. Параметр зависит от его химического состава и агрегатного состояния: газообразное, жидкое или твёрдое тело. После его открытия начался новый виток развития термодинамики, науки о переходных процессах энергии, которые касаются теплоты и функционирования системы.

Как правило, удельная теплоёмкость и основы термодинамики используются при изготовлении радиаторов и систем, предназначенных для охлаждения автомобилей, а также в химии, ядерной инженерии и аэродинамике. Если вы хотите узнать, как рассчитывается удельная теплоёмкость, то ознакомьтесь с предложенной статьёй.

Формула

Перед тем, как приступить к непосредственному расчёту параметра следует ознакомиться с формулой и её компонентами.

Формула для расчёта удельной теплоёмкости имеет следующий вид:

• с = Q/(m*∆T)

Знание величин и их символических обозначений, использующихся при расчёте, крайне важно. Однако необходимо не только знать их визуальный вид, но и чётко представлять значение каждого из них. Расчёт удельной теплоёмкости вещества представлен следующими компонентами:

ΔT – символ, означающий постепенное изменение температуры вещества. Символ «Δ» произносится как дельта.

ΔT можно рассчитать по формуле:

• t1 – первичная температура;
• t2 – конечная температура после изменения.

m – масса вещества используемого при нагреве (гр).

Q – количество теплоты (Дж/J)

На основании Цр можно вывести и другие уравнения:

• Q = m*цp*ΔT – количество теплоты ;
• m = Q/цр*(t2 — t1) – массы вещества;
• t1 = t2–(Q/цp*m) – первичной температуры;
• t2 = t1+(Q/цp*m) – конечной температуры.

Инструкция по расчёту параметра

Рассчитать с вещества достаточно просто и чтобы это сделать нужно, выполнить следующие шаги:

1. Взять расчётную формулу: Теплоемкость = Q/(m*∆T)
2. Выписать исходные данные.
3. Подставить их в формулу.
4. Провести расчёт и получим результат.

В качестве примера произведём расчёт неизвестного вещества массой 480 грамм обладающего температурой 15ºC, которая в результате нагрева (подвода 35 тыс. Дж) увеличилась до 250º.

Согласно инструкции приведённой выше производим следующие действия:

Выписываем исходные данные:

• Q = 35 тыс. Дж;
• m = 480 г;
• ΔT = t2–t1 =250–15 = 235 ºC.

Берём формулу, подставляем значения и решаем:

с=Q/(m*∆T)=35тыс.Дж/(480 г*235º)=35тыс.Дж/(112800 г*º)=0,31 Дж/г*º.

Расчёт

Выполним расчёт C_P воды и олова при следующих условиях:

• m = 500 грамм;
• t1 =24ºC и t2 = 80ºC – для воды;
• t1 =20ºC и t2 =180ºC – для олова;
• Q = 28 тыс. Дж.

Для начала определяем ΔT для воды и олова соответственно:

• ΔТв = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
• ΔТо = t2–t1 = 180–20 =160ºC

Затем находим удельную теплоёмкость:

1. с=Q/(m*ΔТв)= 28 тыс. Дж/(500 г *56ºC) = 28 тыс.Дж/(28 тыс.г*ºC) = 1 Дж/г*ºC.
2. с=Q/(m*ΔТо)=28тыс.Дж/(500 гр*160ºC)=28 тыс.Дж/(80 тыс.г*ºC)=0,35 Дж/г*ºC.

Таким образом, удельная теплоемкость воды составила 1 Дж/г *ºC, а олова 0,35 Дж/г*ºC. Отсюда можно сделать вывод о том, что при равном значении подводимого тепла в 28 тыс. Дж олово нагрется быстрее воды, поскольку его теплоёмкость меньше.

Теплоёмкостью обладают не только газы, жидкости и твёрдые тела, но и продукты питания.

Как рассчитать теплоемкость продуктов питания

При расчёте емкости питания уравнение примет следующий вид:

• w – количество воды в продукте;
• p – количество белков в продукте;
• f – процентное содержание жиров;
• c – процентное содержание углеводов;
• a – процентное содержание неорганических компонентов.

Определим теплоемкость плавленого сливочного сыра Viola. Для этого выписываем нужные значения из состава продукта (масса 140 грамм):

1. По какой формуле можно вычислить силу тока в цепи?

2. К источнику тока подключены последовательно соединенные лампа и реостат. Где следует включить в этой цепи амперметр, чтобы измерить силу тока в реостате?

1) Между лампой и реостатом
2) Между источником тока и реостатом
3) Между реостатом и ключом
4) В любом месте цепи

3. В каких единицах измеряется электрическое напряжение?

1) В джоулях (Дж)
2) В амперах (А)
3) В омах (Ом)
4) В вольтах (В)

4. На каком из участков электрической цепи ток совершит наи­меньшую работу, если на первом из них напряжение равно 20 В, на втором — 10 В и на третьем — 60 В?

1) На первом
2) На втором
3) На третьем

5. Выясните по приведенным здесь графикам зависимости сил тока в двух цепях, чему равны силы тока в них при напряже­нии на их концах 30 В.

1) №1 — 4 А; №2 — 1 А
2) №1 — 1 А; №2 — 4 А
3) В обеих цепях 4 А
4) В обеих цепях 1 А

6. Как изменится сопротивление проводника, если сила тока в нем возрастет в 2 раза?

1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Не изменится
4) Увеличится в 2 раза

7. Какова сила тока в проводнике, сопротивление которого 10 Ом, при напряжении 220 В?

1) 2,2 А
2) 22 А
3) 2,2 кА
4) 22 кА

8. При напряжении 70 В сила тока в проводнике 1,4 А. Определите его сопротивление.

1) 5 Ом
2) 50 Ом
3) 98 Ом
4) 9,8 Ом

9. Как сопротивление проводника зависит от его поперечного се­чения?

1) При увеличении сечения сопротивление уменьшается
2) С увеличением его площади сопротивление увеличивается
3) Изменение площади сечения не влияет на сопротивление

10. Серебро имеет малое удельное сопротивление. Оно — хороший или плохой проводник электричества?

1) Ответить нельзя — нет нужных данных
2) Плохой
3) Хороший

11. Спираль изготовлена из нихромового провода длиной 50 м и поперечным сечением 0,2 мм2. Каково его сопротивление?

1) 11 Ом
2) 27,5 Ом
3) 110 Ом
4) 275 Ом

12. Куда следует передвинуть ползунок, чтобы сопротивление увеличить?

1) Влево
2) Вправо
3) Поставить на середину

13. Цепь, схема которой показана на рисунке, состоит из источ­ника тока, амперметра и двух одинаковых параллельно соеди­ненных электроламп. Амперметр показывает силу тока, рав­ную 0,6 А. Какова сила тока в лампах?

1) В обеих лампах 0,6 А
2) В №1 — 0,6 А; №2 — 0,3 А
3) №1 — 0,3 А; №2 — 0,6 А
4) В обеих лампах 0,3 А

14. К источнику тока подключены две одинаковые последователь­но соединенные лампы сопротивлением 6 Ом каждая. Сила тока в лампе №1 равна 1,5 А. Определите напряжение на по­люсах источника тока и силу тока в соединительных прово­дах.

1) 9 В; 1,5 А
2) 18 В; 1,5 А
3) 18 В; 3 А
4) 9 В; 3 А

15. Какими тремя приборами надо располагать, чтобы измерить величины, необходимые для расчета работы электрического тока?

1) Амперметром, аккумулятором, вольтметром
2) Амперметром, вольтметром, реостатом
3) Амперметром, вольтметром, часами

16. По какой формуле рассчитывают мощность электрического тока?

1) q = It
2) А = Uq
3) Р = UI
4) U = IR

17. Сопротивление участка цепи 75 Ом, напряжение на его кон­цах 150 В. Чему равна мощность электрического тока на этом участке? Какую работу он совершит здесь за 0,5 мин?

1) 300 Вт; 9 кДж
2) 300 Вт; 0,6 кДж
3) 300 Вт; 90 кДж
4) 300 Вт; 900 кДж

8. Как зависит теплота, выделяющаяся в проводнике, от силы тока?

1) Чем больше сила тока, тем больше выделяется теплоты
2) Чем больше сила тока, тем меньше выделяется теплоты
3) Количество теплоты прямо пропорционально силе тока
4) Количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока

19. Как изменится выделение теплоты в цепи, если силу тока в ней уменьшить в 3 раза, а сопротивление увеличить в 3 раза?

1) Уменьшится в 9 раз
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 3 раза
4) Не изменится

20. Проводник сопротивлением 250 Ом при силе тока, равной 200 мА, нагревался 3 мин. Сколько энергии электрического тока перешло при этом в его внутреннюю энергию? (Потери энергии не учитывать.)
1) 180 Дж
2) 1800 Дж
3) 18 кДж
4) 30 кДж

ГДЗ Информатика 10 класс Семакин §4 Измерение информации. Содержательный подход

Неопределенность знания — это количество возможных вариантов ответа на интересовавший вас вопрос. Еще можно сказать: возможных исходов события.

2. Как определяется единица измерения количества информации в рамках содержательного подхода?

В содержательном подходе количество информации, заключенное в сообщении, определяется объемом знаний, который это сообщение несет получающему его человеку. Вспомним, что с «человеческой» точки зрения информация — это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, заключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем больше оно пополняет наши знания. В теории информации для бита дается следующее определение: Сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза, несет 1 бит информации.

3. Придумайте несколько ситуаций, при которых сообщение несет 1 бит информации.

1. Монета после подбрасывания легла гербом вверх 2. Лампа не горит 3. Телевизор включен 4. Поезд пришел вовремя 5. Можно идти ужинать!

4. В каких случаях и по какой формуле можно вычислить количество информации, содержащейся в сообщении, используя содержательный подход?

По формуле N = 2', где N — количество возможных исходов события, I — количество информации в сообщении об данном исходе события

5. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

В нашем случае количество информации можно рассчитать по формуле: N = 2^i; где N – число возможных событий, i – количество информации в битах. Так как выбор одной карты из имеющихся 32 в калоде является равновероятным, то число возможных событий равно 32. N = 32, i = ? N = 2^i; 32 = 2^5; i = 5 бит; Ответ: 5 бит.

6. При угадывании методом половинного деления целого числа из диапазона от 1 до N был получен 1 байт информации. Чему равно N?

1 байт = 8 бит N = 2^8 = 256

7. Проводятся две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64». Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

Выпадения номеров в лотерее — события равновероятные. Значит один номер в "4 из 32" несёт в себе 5 бит информации, т.к. 2^5=32, а один номер в "5 из 64" — 6 бит, т.к. 2^6 = 64 В лотерее 4 из 32 четыре номера, каждый занимает 5 бит, значит сообщение содержит 4*5 = 20 бит. В лотерее 5 из 64 пять номеров, каждый занимает 6 бит, значит объем равен 5*6 = 30 бит. Сообщение о результате лотереи "5 из 64" больше сообщения "4 из 32" в полтора раза.

8. Используя формулу Хартли и электронные таблицы, определите количество информации в сообщениях о равновероятных событиях:

а) на шестигранном игральном кубике выпала цифра 3;

б) в следующем году ремонт в школе начнется в феврале;

в) я приобрел абонемент в бассейн на среду;

г) из 30 учеников класса дежурить в школьной столовой назначили Дениса Скворцова.

Формула Хартли: i = log2N A) Шанс выпадения одной из 6 граней на кубике равен 1/6 i = Iog2 6 = 3 бита Б) В году 12 месяцев, выбор одного уменьшает неопределенность в 12 раз i = Iog2 12 — 4 бита B) В неделе 7 дней, выбор одного дня уменьшает неопределенность в 7 раз i = Iog 27 = 3 бита Г) Выбор одного ученика из 30 снижает неопределенность в 30 раз i = Iog2 30 = 5 бит

9. Используя закон аддитивности количества информации, решите задачу о билете в кинотеатр со следующим дополнительным условием: в кинотеатре 4 зала. В билете указан номер зала, номер ряда и номер места. Какое количество информации заключено в билете?

Если N — количество рядов в каждом из залов, M — количество мест в каждом ряду, то количество информации в билете = log(2)4 + log(2)N + log(2)M=2+ log (2) N + log (2) M

Состав вещества. Смеси

В химической науке существует несколько законов, которым подчиняются вещества.

Закон сохранения массы

Закон был сформулирован в 1748 году Михаилом Васильевичем Ломоносовым, но его открывателем считается французский ученый Антуан Лоран Лавуазье. Он экспериментальным путем доказал закон в 1756 году.

Формулировка закона: «Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся во время реакции».

Закон подчиняется атомно-молекулярной теории, согласно которому химические реакции представляют собой перегруппировку атомов в молекулы. Новые атомы при этом не образуются. Например, чистый натрий получают путем электролиза расплава хлорида натрия. Исходя из уравнения реакции и атомной массы элементов, можно сделать вывод, что закон сохранения массы существует.

Закон постоянства состава вещества

Закон был открыт в те времена, когда считалось, что все вещества имеют молекулярное строение. Но согласно современным исследованиям только 5 % неорганических веществ состоят из молекул, поэтому закон справедлив для небольшой части химических соединений.

Формулировка закона: «Всякое чистое вещество молекулярного строения независимо от способа получения имеет одинаковый количественный и качественный состав». Состав немолекулярных веществ непостоянен.

Например, вода Н₂О имеет молекулярное строение и ее состав одинаков, вне зависимости от способа получения. А углерод имеет различные аллотропные модификации в виде алмаза и графита. Поэтому химический состав данного вещества зависит от метода получения.

Массовая доля

Доля – одна часть чего-то целого. Например, пицца разрезана на восемь частей. Один кусок – 1/8 или 12,5 % от целой пиццы – это массовая доля.

Массовая доля обозначается буквой греческого алфавита («омега») ω и выражается в процентах (от 0 до 100) или цифрой от 0 до 1.

Массовая доля элемента

Массовая доля атома показывает, какая часть молекулярной массы соединения приходится на данный химический элемент.Ее рассчитывают по формуле:

где n – число атомов элемента в химическом соединении,

A_r(Э) – относительная атомная масса элемента,

M_r(в-ва) – относительная молекулярная масса соединения.

Задача. Найти массовую долю калия в перманганате калия KMnO₄.

• Найти относительную молекулярную массу соединения.

M_r(KMnO₄) = 39 + 55 + 16 * 4 = 158 г/моль

• Рассчитать массовую долю химического элемента в соединении.

ω (К) = 39г/моль /158 г/моль = 24,7 % или 0,247

Ответ: ω (К) = 24,7 % или 0,247

Массовая и объемная доля компонента смеси

Смесь – структура, образующаяся из двух и более веществ. Вещества, входящие в состав смеси, называют компонентами. Например, воздух – смесь азота, кислорода, углекислого газа и других. Если масса одного компонента в десятки раз меньше массы другого компонента смеси, то его называют примесью. Например, воздух может быть загрязнен угарным газом.

Массовая доля в жидких и твердых смесях рассчитывается по формуле:

Массовая доля в смеси газов (φ) рассчитывается по формуле:

Задача. В 10 мл дистиллированной воды растворили 1 г поваренной соли. Найдите массовую долю растворенного вещества.

• Найти массу раствора.

m (р-ра) = m (H₂O) + m (NaCl) = 10 г + 1 г = 11 г

• Найти массовую долю соли.

ω (NaCl) = (1 г/11 г) * 100 % = 9,09 %

Ответ: ω (NaCl) = 9,09 %

Задача. В 4 л растворе содержится 100 г соляной кислоты HCl. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества, учитывая, что плотность соляной кислоты – 1,098 г/мл.

• Найти массу вещества.

m(р-ра) = V * p = 4000 мл * 1,098 г/мл = 4392 г

• Найти массовую долю кислоты.

ω (НCl) = (100 г/4392 г) * 100 % = 2,277 %

Ответ: ω (НCl) = 2,277 %

Задача. К 700 г 48%-ного раствора добавили 30 г это же соли, которая находится в растворе. Определите массовую долю в полученной смеси?

• Найти массу раствора.

m(р-ра) = 700 г + 30 г = 730 г

• Найти массу растворенного вещества в исходном растворе.

m₁(соли) = 700 г * 48 %/ 100 % = 336 г

• Найти массу вещества в полученном растворе.

m₂ (соли) = 336 г + 30 г = 366 г

• Найти массовую долю соли в растворе.

ω (соли) = 366 г * 100 %/ 730 г = 50,137 %

Ответ: ω (соли) = 50,137 %

Задача. Смешали 200 г 35%-ного и 300 г 5%-ного раствора серной кислоты H₂SO₄. Определите массовую долю кислоты.

• Найти массу первой кислоты.

m₁ (соли) = 200 г * 35 % / 100 % = 70 г

• Найти массу второй кислоты.

m₁ (соли) = 300 г * 5 % / 100 % = 15 г

• Найти массу раствора.

m (р-ра) = 200 г + 300 г = 500 г

• Найти массу вещества.

m(в-ва) = 70 г + 15 г = 85 г

• Найти массовую долю кислоты.

ω (к-ты) = 85 г * 100 % / 500 г = 17 %

Ответ: ω (к-ты) = 17 %

Массовая доля примесей

В природе практически во всех веществах есть примеси. Но в некоторых областях использование «грязных материалов» недопустимо. Например, в микросхеме компьютера используют только чистый кристалл кремния.

Вещество, содержащее примеси, называется образцом.Степень чистоты выражают массовой долей основного компонента, или массовой долей примесей.

Задача. В самородной сере 8 % примесей. Сколько чистой серы в 500 кг природного образца?

• Найти массу примесей в образце.

m(примесей) = 500 кг * 8 % / 100 % = 40 кг

• Найти массу чистой серы в образце.

m(серы) = m(образца) – m (примесей) = 500 кг – 40 кг = 460 кг

Ответ: m (чистой серы) = 460 кг

Массовая доля продукта реакции

Большинство химических реакций обратимы. При необратимых реакциях часть веществ утрачивается, и выход продуктов уменьшается. Т.е. полученная практическая масса отличается от теоретической. В расчетах используют отношение реального количества получаемого вещества к теоретически вычисленному количеству. Это отношение называется выходом продукта химической реакции от теоретически возможного.

Задача. При взаимодействии хлора и метана (объем – 112 л) был получен дихлорметан, масса которого составила 255 г. Какова доля выхода дихлорметана.

• Написать уравнение реакции.

• Рассчитать количества метана.

n(CH₄) = V/V_m = 112 л/22,4л/моль = 5 моль

• Посчитать теоретическое количество дихлорметана.

Исходя из уравнения: n(CH₂Cl₂) = n(CH₄) = 5 моль

• Найти долю выхода дихлорметана.

η (CH₂Cl₂) = 255 г * 100 % / 425 г = 60%

Решение задач с неизвестным элементом в соединении

Задача. Определите название элемента (Э) в соединении Э₂О₃, при том, что его массовая доля составляет 68,42%.

• Найти молярную массу.

М (Э₂О₃) = 2 * х + 3 * 16 = 2х + 48

• Найти массовую долю элемента в химическом соединении.

ω (Э) =m (Э) / m (Э₂О₃) =2х / (2х + 48) = 0,684

• Найти атомную массу элемента.

0,684 (2х +48) / 0,684 = 2х / 0,684

• Определить химический элемент.

Задача. Оксид пятивалентного элемента содержит 56,34% кислорода. Какой состав вещества?

• Определить формулу соединения.

Т.к. элемент имеет валентность равную V, то оксид выглядит следующим образом Э₂О₅

• Вычислить молярную массу элемента.

ω (О) = m (О) / m (Э₂О₅) = (5 * 16) / (2х + 5 * 16) = 0,684

1,1268х + 45,072 = 80

• Определить по атомной массе химический элемент.

Молярная концентрация

Молярная концентрация (молярность)С_m выражает концентрацию вещества в растворе.

где ν_р.в. – количество растворенного вещества (моль),

V_р-ра– объем раствора (л).

Молярная концентрация измеряется в моль/л или М.

Задача. В 100 мл раствора содержится 1,8 г соляной кислоты.Чему равна молярная концентрация кислоты.

• Найти количество вещества.

ν(HCl) = m (HCl) / M (HCl) = 1,8 г/ 36,5 г/моль = 0,05 моль

• Найти молярную концентрацию раствора.

С_m (HCl) = ν (HCl) /V_р-ра= 0,05 моль / 0,1 л = 0,5 моль/л

Знание химических законов и формул позволяет работникам лабораторий делать растворы нужные растворы. Не на каждом производстве есть растворы всех концентраций, поэтому умение решать подобные задачи позволяет создавать необходимые смеси. На понятиях массовая доля и концентрация строится химия реальных систем.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

В чем измеряется массовая доля?
1) в процентах(%)или цифрой от 0 до 1 2) в молях 3) в г/моль 4) в граммах (г)

Закон сохранения массы гласит, что…
1) любое чистое немолекулярное вещество вне зависимости от способа получения имеет одинаковый количественный и качественный состав 2) состав чистого вещества молекулярного строения не зависит от метода получения 3) массы исходных веществ и образовавшихся продуктов равны 4) свойства и состав веществаопределяются периодической зависимостью от заряда ядра атомов элементов

Закон постоянства состава вещества гласит, что…
1) состав любого чистого немолекулярного вещества не зависит от способа получения 2) всякое чистое вещество молекулярного строения имеет одинаковый состав вне зависимости от способа получения 3) массы исходных и образовавшихся веществ одинаковы 4) свойства простых и сложных веществ находятся в зависимости от заряда ядра атомов элементов (порядкового номера элемента)

По какой формуле можно найти молярную массу?
1) Cm = νр.в. / Vр-ра 2) Cm = mв-ва / mр-ра 3) Cm = mр-ра / mв-ва 4) Cm = V / Vm

По какой формуле можно найти массовую долю продукта реакции?
1) η = mпрактическая/ mтеоретическая 2) η = mтеоретическая / mпрактическая 3) η = mв-ва/ Vр-ра 4) η = Vр-ра/ mв-ва