Какая будет конечная температура воды после опускания стальной гири массой 2,0 кг, имеющей начальную температуру

Предмет вопроса: Тепловой расчёт

Объяснение:
Для решения данной задачи нам понадобится использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплоты, переданной системе, и работы, совершенной над системой. Отсюда мы можем записать уравнение:
ΔQ = mcΔT,
где ΔQ - теплота, переданная системе, m - масса гири, c - удельная теплоёмкость стали, ΔT - изменение температуры.

Решим данную задачу:
m = 2,0 кг - масса гири,
c = 468 Дж/кг*С - удельная теплоёмкость стали,
ΔT = 80 °С - разность температур.

Теперь можем найти теплоту:
ΔQ = (2,0 кг) * (468 Дж/кг*С) * (80 °С - 20 °С) = 74880 Дж.

Для определения конечной температуры воды используем тот факт, что теплота, переданная гире, равна теплоте, полученной водой:
m"c"ΔT" = ΔQ,
где m" - масса воды, c" - удельная теплоемкость воды, ΔT" - изменение температуры воды.

Поскольку потери теплоты можно пренебречь, то:
m"c"ΔT" = ΔQ,
(4,0 л) * (1 кг/л) * c" * (T" - 80 °C) = 74880 Дж.

Так как удельная теплоемкость воды равна 4186 Дж/кг*С, подставим полученные значения:
(4,0 кг) * (4186 Дж/кг*С) * (T" - 80 °C) = 74880 Дж.

Решаем уравнение относительно T":
(16744 кг*Дж/(кг*С)) * (T" - 80 °C) = 74880 Дж,
T" - 80 °С = 74880 Дж / (16744 кг*Дж/(кг*С)),
T" - 80 °С = 4,47 °С.

Теперь находим конечную температуру воды:
T" = 80 °С + 4,47 °С = 84,47 °С.

Дополнительный материал:
Какая будет конечная температура воды после опускания стальной гири массой 2,0 кг, имеющей начальную температуру 20 °С, в воду объемом 4,0 л и температурой 80 °С?

Совет:
Чтобы лучше понять концепцию тепловых расчетов, рекомендуется изучить основные законы термодинамики и удельные теплоемкости различных веществ.

Ещё задача:
Какая была начальная температура воды, если после опускания стальной гири её конечная температура стала равной 84,47 °С? Дано: масса гири 2,0 кг, начальная температура гири 20 °С, объем воды 4,0 л, начальная температура воды 80 °С, удельная теплоемкость стали 468 Дж/кг*С, удельная теплоемкость воды 4186 Дж/кг*С. Найдите начальную температуру воды до опускания гири.