Какая была температура нагретого железного бруска массой 3 кг при нагревании 2 литров воды изначально на 15 градусов

Содержание: Тепловой обмен в системе

Разъяснение:
Для рассчета изменения температуры нагретого железного бруска, нам понадобятся данные о количестве тепла, которое передается от воды к бруску.

Сначала найдем количество тепла, переданное от воды к бруску. Для этого воспользуемся уравнением:
Q = mcΔT,
где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Масса воды равна 2 кг (так как плотность воды равна 1 кг/л), изменение температуры равно 20 - 15 = 5 градусов Цельсия, а удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(град*г).

Q = (2 кг) * (4,18 Дж/(град*г)) * (5 градусов Цельсия) = 41,8 Дж.

Теперь найдем изменение температуры бруска. Для этого воспользуемся уравнением:
Q = mcΔT,

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

Масса железного бруска равна 3 кг, количество тепла равно 41,8 Дж, а удельная теплоемкость железа равна 0,45 Дж/(град*г).

41,8 Дж = (3 кг) * (0,45 Дж/(град*г)) * ΔT,

ΔT = 41,8 Дж / (3 кг * 0,45 Дж/(град*г)),

ΔT ≈ 30 градусов Цельсия.

Таким образом, изменение температуры нагретого железного бруска при нагревании двух литров воды на 15 градусов до 20 градусов составляет примерно 30 градусов Цельсия.

Пример:
Установите удельную теплоемкость железа равной 0,45 Дж/(град*г) и найдите, на сколько градусов изменится температура железного бруска массой 5 кг, если при этом 3 литра воды нагреваются с 10 градусов до 40 градусов.

Совет:
Для лучшего понимания теплового обмена в системе, рекомендуется ознакомиться с определениями и основными формулами, связанными с данным процессом. Также полезно изучить примеры решения подобных задач, чтобы лучше разобраться в методиках расчета.

Задача для проверки:
Какая будет конечная температура, если 5 литров воды массой 5 кг с начальной температурой 25 градусов Цельсия смешать с 10 литрами воды массой 10 кг с начальной температурой 50 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(град*г).

Тема занятия: Теплопередача

Описание: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу теплопередачи, которая гласит: Q = mcΔT, где Q - количество переданного тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества и ΔT - изменение температуры.

В данной задаче нам дано, что 2 литра воды были нагреты изначально с температурой 15 градусов до 20 градусов. Чтобы найти количество переданного тепла, мы должны знать удельную теплоемкость воды. Удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/градус Цельсия.

Сначала найдем количество тепла, переданного воде:

Q_воды = mcΔT = (2000 г) * (4,186 Дж/градус Цельсия) * (20 градусов - 15 градусов) = 41860 Дж

Теперь посчитаем температуру нагретого железного бруска. Предположим, что температура железного бруска изначально равна Т.

Также нам дано, что масса железного бруска равна 3 кг, а его удельная теплоемкость равна 0,450 Дж/градус Цельсия.

Q_железо = mcΔT = (3000 г) * (0,450 Дж/градус Цельсия) * (Т - 20 градусов)

Поскольку общее количество переданного тепла должно быть равным, мы можем сравнять выражения:

Q_воды = Q_железо

41860 Дж = (3000 г) * (0,450 Дж/градус Цельсия) * (Т - 20 градусов)

43860 Дж = (0,450 Дж/градус Цельсия) * (Т - 20 градусов)

(Т - 20 градусов) = 43860 Дж / (0,450 Дж/градус Цельсия) = 97400 градус Цельсия

Т = 97400 градус Цельсия + 20 градусов = 97420 градус Цельсия

Таким образом, температура нагретого железного бруска составляет 97420 градус Цельсия.

Пример: Какая была температура нагретого железного бруска массой 3 кг при нагревании 2 литров воды изначально на 15 градусов до 20 градусов?

Совет: Чтобы лучше понять теплопередачу, рекомендуется прочитать дополнительные материалы об удельной теплоемкости различных веществ и о принципе сохранения энергии.

Задание для закрепления: Масса алюминиевой плитки составляет 2 кг. Чтобы повысить ее температуру с 20 градусов до 80 градусов, необходимо передать ей 8000 Дж. Найдите удельную теплоемкость алюминия.