Что произошло с металлическим шаром и водой после погружения металлического шара массой 920 г, нагретого в кипятке

Тема занятия: Тепловое равновесие при погружении металлического шара в воду

Инструкция: При погружении металлического шара массой 920 г, нагретого в кипятке, в воду массой 300 г при температуре 10 °С происходит перекачивание тепла от нагретого шара к воде до того момента, пока тепловое равновесие не будет достигнуто.

Металлический шар обладает теплотой (энергией), которая передается воде в результате контакта. Теплота передается от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой, пока их температуры не станут равными.

В данной задаче, нагретый шар (высокая температура) переносит свою теплоту (энергию) на холодную воду (низкая температура). Это делается до тех пор, пока температура шара и воды не станут одинаковыми. Когда достигается тепловое равновесие, вода нагревается до температуры шара.

Демонстрация: После погружения металлического шара в воду, происходит передача тепла от нагретого шара к воде до достижения теплового равновесия при одинаковой температуре шара и воды.

Совет: Чтобы лучше понять принцип теплового равновесия, полезно изучить законы термодинамики и обмена теплом между объектами разной температуры.

Упражнение: Какая будет конечная температура шара и воды после достижения теплового равновесия? Почему?

Тема урока: Тепловое равновесие и изменение состояния вещества

Инструкция: При погружении нагретого металлического шара массой 920 г в воду массой 300 г при температуре 10 °C происходит передача тепла от шара к воде до тех пор, пока система не достигнет теплового равновесия.

В начале эксперимента можно предположить, что шар нагрет до определенной температуры, которая выше температуры воды. В этом случае, по закону сохранения энергии, тепло от шара переходит в воду, тем самым повышая ее температуру и изменяя фазовое состояние воды.

После некоторого времени теплоотдача от шара к воде будет продолжаться до тех пор, пока обе системы не достигнут равновесной температуры. В результате обмена теплом шар охлаждается, а вода нагревается.

При достижении теплового равновесия шар и вода будут иметь одинаковую температуру, и процесс теплообмена прекратится.

Доп. материал: В результате теплового равновесия, металлический шар охладился, а вода нагрелась до некой общей температуры.

Совет: Чтобы лучше понять процесс теплового равновесия можно провести аналогию с тепловым контактом между двумя разными материалами, например, когда зимой прикоснуться к металлическому предмету и деревянному предмету, то металлический предмет будет кажется холодным, а деревянный теплым, хотя температура окружающей среды одинаковая. Это связано с различной проводимостью тепла разными материалами.

Проверочное упражнение: Что произойдет с температурой и фазовым состоянием воды, если в нее поместить кусок льда при комнатной температуре?