4 кг массасы бар кірпіштіні t1°=63°C-қа қыздыру үшін қажетті қылып алу мөлшерін өзгерту керек, массасыосындай суын

Содержание вопроса: Теплообмен

Пояснение: Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу теплообмена:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для начала найдём количество тепла, необходимое для охлаждения кирпича со стартовой температурой 63°C до требуемой температуры 13,2°C.

Qк = mк * cк * ΔTк,

где Qк - количество тепла для охлаждения кирпича, mк - масса кирпича, cк - удельная теплоёмкость кирпича, ΔTк - изменение температуры кирпича.

Аналогично находим количество тепла, необходимое для нагрева воды с исходной температурой 13,2°C до требуемой температуры t2°C:

Qв = mв * cв * ΔTв,

где Qв - количество тепла для нагрева воды, mв - масса воды, cв - удельная теплоёмкость воды, ΔTв - изменение температуры воды.

Так как количество тепла, необходимое для охлаждения кирпича должно быть равным количеству тепла, необходимого для нагрева воды, мы можем записать равенство:

Qк = Qв.

Из этого равенства можно выразить отношение массы воды к массе кирпича:

mв / mк = cк * ΔTк / (cв * ΔTв).

Таким образом, можно найти, какое отношение массы воды к массе кирпича будет обеспечивать равенство количества тепла.

Пример: Заданы значения: mк = 4 кг, t1 = 63°C, t2 = 13.2°C, и cв = 4200 Дж/кг°C. Найдём массу воды mв, используя данную формулу: mв = (mк * cк * ΔTк) / (cв * ΔTв).

Совет: Для лучшего понимания задачи и достижения правильного результата необходимо тщательно проследить каждый шаг решения, проверить все значения и правильно применить формулы.

Практика: Имеется 2 кг железа при температуре 100°C. Сколько холода надо отнять от железа, чтобы оно остыло до температуры 20°C? Удельная теплоёмкость железа равна 460 Дж/кг°C.

Тема урока: Уравнение теплопередачи

Описание: Для решения данной задачи, нам необходимо использовать уравнение теплопередачи:

Q = mcΔt,

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

Первым шагом необходимо найти количество теплоты, необходимое для нагрева льда до точки плавления. По данным условиям, масса льда равна 4 кг, и изначальная температура равна 13,2°C:

Q1 = mcΔt1
= 4 кг × 4200 Дж/кг°C × (63°C - 13,2°C)
= 4 кг × 4200 Дж/кг°C × 49,8°C
= 988800 Дж.

Следующим шагом необходимо найти количество теплоты, необходимое для нагрева жидкой воды до указанной температуры:

Q2 = mcΔt2
= 4 кг × 4200 Дж/кг°C × (13,2°C - 0°C)
= 4 кг × 4200 Дж/кг°C × 13,2°C
= 221760 Дж.

Наконец, чтобы найти минимальную мощность нагревателя, нам необходимо суммировать Q1 и Q2:

Q = Q1 + Q2
= 988800 Дж + 221760 Дж
= 1216560 Дж.

Таким образом, минимальная мощность нагревателя, необходимая для данной задачи, составляет 1216560 Дж.

Например: Пусть есть бар из 4 кг льда, которому необходимо нагреться до 63°C. Какая минимальная мощность нагревателя потребуется?

Совет: Для лучшего понимания уравнения теплопередачи, рекомендуется изучить удельную теплоемкость различных веществ, а также формулы для расчета количества теплоты.

Задача на проверку: Если масса вещества составляет 8 кг, а изначальная температура 20°C, то на сколько градусов нужно нагреть данное вещество, чтобы потребовалась мощность 2400000 Дж? Предположим, удельная теплоемкость вещества составляет 3500 Дж/кг°C.