150 ложек из алюминия с массой 20 г каждая помещены в таз с 3 литрами горячей воды, которая имела температуру

Тема урока: Изменение температуры воды после нагревания ложек

Объяснение: Для решения этой задачи нам понадобятся законы сохранения энергии и теплового равновесия. Первым шагом необходимо определить количество теплоты, переданной от ложек к воде. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В нашем случае масса алюминиевых ложек составляет 150 * 20 г = 3000 г = 3 кг. Удельная теплоемкость алюминия приближенно равна 900 Дж/кг·°C. Изменилась температура от 18° до 48°, то есть ΔT = 48° - 18° = 30°.

Подставив все в формулу, получим:

Q = 3 кг * 900 Дж/кг·°C * 30°C = 81 000 Дж.

Так как количество теплоты, переданной от ложек к воде, равно количеству теплоты, поглощенной водой, то мы можем использовать закон сохранения энергии для расчета изменения температуры воды.

Q = m * c * ΔT,

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Масса воды равна 3 л = 3000 г. Удельная теплоемкость воды приближенно равна 4200 Дж/кг·°C.

Подставив все значения в формулу, получаем:

81 000 Дж = 3000 г * 4200 Дж/кг·°C * ΔT.

Решаем уравнение относительно ΔT:

ΔT = 81 000 Дж / (3000 г * 4200 Дж/кг·°C) ≈ 6.14°C.

Таким образом, изменение температуры воды составило около 6.14°C.

Совет: Для лучшего понимания задачи, важно знать удельные теплоемкости разных веществ и уметь применять законы сохранения энергии. Также полезным будет знание основных формул, связанных с теплотой и тепловым равновесием.

Дополнительное задание: Если вместо 150 ложек из алюминия в таз с водой положили 250 ложек из железа массой 25 г каждая, и ложки нагрелись до 65°, какое изменение температуры воды произошло за это время? Подсказка: Удельная теплоемкость железа составляет около 450 Дж/кг·°C. Считать плотность воды равной 1 г/мл.