Похожие вопросы
2025-10-19 13:39:38
Чугунную гирю массой 3 кг, нагретую до температуры 70°C, поместили в ведро с водой объемом 8 л. Через некоторое время температура воды стала равна 20°C. Какова была начальная температура воды? Удельная теплоёмкость чугуна 540 Дж/(кг × °C), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×°С).
Пожалуйста, оформите с дано, решением и СИ.
Физика Колледж Тепловые явления начальная температура воды теплообмен удельная теплоёмкость физика 12 класс задача по физике чугунная гиря температура воды теплообмен в системах
2025-10-19 13:42:01
Дано:
- Масса гирьки (m1) = 3 кг
- Температура гирьки (T1) = 70°C
- Объем воды = 8 л
- Температура воды после равновесия (T2) = 20°C
- Удельная теплоёмкость чугуна (c1) = 540 Дж/(кг × °C)
- Удельная теплоемкость воды (c2) = 4200 Дж/(кг × °C)
Необходимо найти:
- Начальная температура воды (T0)
Решение:
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Энергия, которую теряет чугунная гиря, равна энергии, которую получает вода.
Энергия, теряемая гирей:
- Q1 = m1 * c1 * (T1 - T2)
Энергия, получаемая водой:
- Q2 = m2 * c2 * (T2 - T0)
Где m2 - масса воды. Массу воды можно найти, используя ее объем:
- m2 = объем воды * плотность воды = 8 л * 1 кг/л = 8 кг
Теперь подставим значения в формулы:
- Q1 = 3 кг * 540 Дж/(кг × °C) * (70°C - 20°C) = 3 * 540 * 50 = 81000 Дж
- Q2 = 8 кг * 4200 Дж/(кг × °C) * (20°C - T0)
По закону сохранения энергии, Q1 = Q2:
- 81000 Дж = 8 кг * 4200 Дж/(кг × °C) * (20°C - T0)
Теперь упростим уравнение:
- 81000 = 33600 * (20 - T0)
Разделим обе стороны на 33600:
- 81000 / 33600 = 20 - T0
Рассчитаем:
- 2.41 = 20 - T0
Теперь решим уравнение для T0:
- T0 = 20 - 2.41 = 17.59°C
Ответ:
Начальная температура воды составляет примерно 17.6°C.