Какая будет конечная температура воды после опускания стальной гири массой 2,0 кг в воду объемом 4,0 л и температурой

Тема: Теплообмен и теплоемкость веществ

Объяснение: Для решения этой задачи нам понадобятся понятия теплообмена и теплоемкости вещества.

Теплообмен - это физический процесс передачи тепла между двумя телами разной температуры. Теплоемкость вещества - это количество теплоты, необходимое для нагрева данного вещества на 1 градус Цельсия.

Для решения задачи воспользуемся формулой теплообмена:

Q = mcΔT,

где Q - количество переданного тепла, m - масса вещества, c - теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем массу гири (2,0 кг), объем воды (4,0 л) и начальную температуру воды (80 °C). Чтобы узнать конечную температуру воды, нам нужно найти ΔT и прибавить его к начальной температуре.

Сначала найдем количество теплоты, переданное от гири в воду:

Q = mcΔT,

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

Для стали гири используем теплоемкость 0,11 кДж/кг·°C, а для воды - 4,18 кДж/кг·°C.

Q = (2,0 кг) * (0,11 кДж/кг·°C) * ΔT.

Далее, найдем изменение температуры:

ΔT = Q / (m * c) = (2,0 кг) * (0,11 кДж/кг·°C) / (4,0 л * 1000 г/л * 4,18 кДж/кг·°C).

Округлим результат до двух знаков после запятой.

ΔT ≈ 0,132 °C.

И, наконец, найдем конечную температуру воды:

Конечная температура = Начальная температура + ΔT = 80 °C + 0,132 °C.

Округлим результат до целого числа.

Конечная температура ≈ 80 °C + 0,132 °C ≈ 80 °C.

Совет: Для лучшего понимания темы теплообмена и теплоемкости рекомендуется изучить также законы сохранения энергии и термодинамику.

Дополнительное задание: Как изменится конечная температура воды, если вместо стальной гири использовать алюминиевую гирю? (Учитывайте, что алюминий имеет теплоемкость 0,9 кДж/кг·°C).