Как изменится температура стали и воды после контакта, если известна их начальная температура и масса, а также удельные

Суть вопроса: Контактная теплоемкость

Пояснение: Когда два тела различных температур контактируют между собой, происходит теплообмен между ними. В данной задаче мы имеем сталь и воду, и нам известны их начальные температуры, массы и удельные теплоемкости.

Теплообмен определяется законом сохранения энергии. Можно использовать следующее уравнение:

Q(сталь) + Q(вода) = 0

где Q обозначает количество тепла.

Тепло, переданное каждому из тел, выражается следующим образом:

Q(сталь) = m(сталь) * c(сталь) * ΔT(сталь)
Q(вода) = m(вода) * c(вода) * ΔT(вода)

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

После контакта температура тел изменится до достижения теплового равновесия. Так как Q(сталь) + Q(вода) = 0, то можно записать:

m(сталь) * c(сталь) * ΔT(сталь) + m(вода) * c(вода) * ΔT(вода) = 0

из чего можно выразить изменение температуры для каждого тела.

Пример: Пусть масса стали составляет 500 г, её начальная температура 200°C и удельная теплоемкость 0.5 J/g°C. Масса воды составляет 1 кг, её начальная температура 20°C и удельная теплоемкость 4.18 J/g°C. Как изменится температура стали и воды после контакта?

Совет: Для лучшего понимания концепции контактной теплоемкости рекомендуется изучить законы теплопередачи и разобраться с основными понятиями физики теплоты.

Проверочное упражнение: В резервуаре смешиваются 200 г воды при 80°C и 300 г алюминия при 20°C. Какая будет итоговая температура смеси? Удельная теплоемкость воды равна 4.18 J/g°C, алюминия - 0.89 J/g°C.