Похожие вопросы
2025-11-01 05:02:52
В калориметре находится 1 кг воды при температуре 30 °С.
В воду опускают стальную деталь массой 2 кг, имеющую температуру 70 °С. Как рассчитать, до какой температуры нагреется вода, если потери теплоты в калориметре пренебрежимо малы?
(сₒ = 4200 Дж/(кг·°С), сₛₐ = 500 Дж/(кг·°С))
Физика 11 класс Теплообмен и калориметрия калориметр теплообмен температура воды стальная деталь физика 11 класс расчет температуры потери теплоты теплоемкость воды теплоемкость стали Новый
2025-11-01 05:03:06
Для решения задачи о температуре, до которой нагреется вода, необходимо воспользоваться законом сохранения энергии. В данном случае теплота, отданная стальной деталью, будет равна теплоте, полученной водой.
Обозначим:
- Tв - конечная температура воды (°С);
- Tв0 = 30 °С - начальная температура воды;
- Tс - начальная температура стальной детали (°С);
- mв = 1 кг - масса воды;
- mс = 2 кг - масса стальной детали;
- св = 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды;
- сс = 500 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость стали.
По закону сохранения энергии можно записать уравнение:
Теплота, отдаваемая стальной деталью = Теплота, поглощаемая водой.
Это можно записать в виде:
mс * сс * (Tс - Tв) = mв * св * (Tв - Tв0).
Теперь подставим известные значения:
2 кг * 500 Дж/(кг·°С) * (70 °С - Tв) = 1 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (Tв - 30 °С).
Упростим уравнение:
1000 * (70 - Tв) = 4200 * (Tв - 30).
Раскроем скобки:
70000 - 1000 * Tв = 4200 * Tв - 126000.
Соберем все слагаемые с Tв в одну сторону:
70000 + 126000 = 4200 * Tв + 1000 * Tв.
196000 = 5200 * Tв.
Теперь найдем Tв:
Tв = 196000 / 5200.
Tв = 37.6923 °С.
Таким образом, конечная температура воды составит примерно 37.7 °С.