Какова начальная температура медного бруска весом 200 г, если его охлаждение до 20 °С сопровождалось выделением 31,2

Предмет вопроса: Охлаждение тела и выделение тепла

Описание: В данной задаче нам известны масса медного бруска (200 г), начальная температура неизвестна (обозначим её как T₀), конечная температура (20 °C) и количество выделенной теплоты (31,2 кДж).

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться уравнением теплового баланса:

Q = mcΔT,

где Q - количество выделенной теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT = T - T₀ - изменение температуры.

Так как брусок охлаждается, то ΔT = T - T₀ < 0.

Удельная теплоёмкость меди составляет около 0,386 кДж/(кг∙°C). Для удобства преобразуем массу бруска в килограммы (200 г = 0,2 кг).

Подставляя известные значения в уравнение и решая относительно T₀, получаем:

31,2 кДж = 0,2 кг * 0,386 кДж/(кг∙°C) * (20 °C - T₀).

Раскрывая скобки и упрощая выражение, получаем:

31,2 = 0,0772 (20 - T₀).

Далее, делим обе части уравнения на 0,0772, чтобы найти T₀:

T₀ = 20 - 31,2 / 0,0772.

Выполняя простые вычисления, мы получаем:

T₀ ≈ 20 - 403,63 ≈ -383,63 °C.

Таким образом, начальная температура медного бруска составляет примерно -383,63 °C.

Совет: При решении задач о теплообмене важно обратить внимание на знак изменения температуры. Также стоит быть внимательными при работе с различными единицами измерения теплоты и массы.

Упражнение: Каково изменение температуры тела массой 500 г, если оно выделило 4200 Дж теплоты и его удельная теплоёмкость составляет 0,8 Дж/(г∙°C)?