Какая будет конечная температура содержимого чугунной сковороды, если печь выключена? Предположим, что существуют

Содержание: Теплообмен

Инструкция: Чугунная сковорода и печь являются объектами теплообмена. Когда печь выключена, оказывается, что тепло начинает передаваться от содержимого сковороды к её окружающей среде. Что происходит с температурой содержимого сковороды в этом случае?

Мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы узнать, как изменится энергия в системе. По закону сохранения энергии, потери тепла от сковороды должны быть равны падению внутренней энергии сковороды. Таким образом, можем написать уравнение:

Потери тепла = изменение внутренней энергии

Затем применим формулу теплового обмена:

Q = mcΔT

где Q - тепловая энергия, m - масса содержимого сковороды, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

При изменении температуры от начальной T_нач до конечной T_кон:

Q = mc(T_кон - T_нач)

Поскольку мы ищем конечную температуру, то ΔT = T_кон - T_нач. Для этого нам также понадобится узнать удельную теплоемкость чугунной сковороды.

Например: Предположим, что содержимое сковороды имеет массу 1 кг и удельная теплоемкость чугуна равна 0,46 кДж/кг·°C. Начальная температура содержимого сковороды составляет 100°C, а потери тепла равны 500 Дж.

Решение: Используем формулу Q = mcΔT для нахождения конечной температуры:

500 Дж = 1 кг × 0,46 кДж/кг·°C × (T_кон - 100°C)

Раскрываем скобки и делим обе стороны на 0,46:

500 / 0,46 = T_кон - 100

1086,96 ≈ T_кон - 100

T_кон ≈ 1186,96°C

Таким образом, конечная температура содержимого сковороды будет около 1186,96°C.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию теплообмена и формулы, вы можете провести дополнительные исследования или эксперименты с различными материалами и условиями теплоотдачи.

Практика: Если начальная температура содержимого сковороды составляет 50°C, а потери тепла равны 1000 Дж, найдите конечную температуру содержимого сковороды при массе 0,5 кг и удельной теплоемкости 0,25 кДж/кг·°C.