Какая будет конечная температура воды, если мы поместили 2,0 кг стальной гири с температурой 20°C в резервуар объемом

Содержание вопроса: Теплопередача и закон сохранения теплоты

Описание: Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться законом сохранения теплоты. Согласно этому закону, количество теплоты, переданное от одного тела к другому, равно количеству теплоты, полученному вторым телом.

Для начала, определим количество теплоты, переданное от гири к воде. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

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

Масса гири равна 2,0 кг, изменение температуры гири ΔT = (80°C - 20°C) = 60°C.

Удельная теплоемкость стали равна примерно 0,45 Дж/(г°C).

Подставим значения в формулу и найдем количество теплоты, переданное от гири к воде:

Qгири = 2,0 кг * 0,45 Дж/(г°C) * 60°C = 54 Дж.

Таким образом, количество теплоты, полученное водой, должно быть равным 54 Дж.

Теперь определим количество теплоты, полученное водой. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

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

Масса воды равна массе 4,0 л воды, что составляет примерно 4,0 кг.

Удельная теплоемкость воды равна примерно 4,18 кДж/(кг°C).

Подставим значения в формулу и найдем изменение температуры воды:

54 Дж = 4,0 кг * 4,18 кДж/(кг°C) * ΔT.

Раскрывая скобки, получаем:

ΔT = 54 Дж / (4,0 кг * 4,18 кДж/(кг°C)).

Решив данное уравнение, найдем приблизительное значение изменения температуры:

ΔT ≈ 3,24 °C.

Конечная температура воды будет равна сумме начальной температуры (80 °C) и изменения температуры:

Тконечная = Тначальная + ΔT = 80 °C + 3,24 °C ≈ 83,24 °C.

Например:
Ты поместила 2,0 кг стальной гири с температурой 20°C в резервуар объемом 4,0 л и температурой 80°C. Какая будет конечная температура воды?

Совет:
Для удобства вычислений, используйте правильные единицы измерения, такие как килограммы для массы и градусы Цельсия для температуры. Также, обратите внимание на значения удельных теплоемкостей для разных веществ, чтобы использовать соответствующие величины.

Задача для проверки:
В резервуаре находится 500 г воды температурой 30 °C. В него помещается кусок льда массой 300 г и температурой -10 °C. Найдите конечную температуру системы после того, как лед полностью растает. Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 кДж/(кг°C), удельная теплота плавления льда равна 334 кДж/кг. Можно пренебречь потерей тепла.