Какова будет температура в калориметре после выравнивания, если в калориметре находится 100 г воды при температуре

Предмет вопроса: Теплопроводность

Описание:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Первоначально, нагретые медный и железный куски будут отдавать тепло воде, пока температура в калориметре не выравняется. Мы можем использовать формулу:

Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0

где Q_1 - тепло, отданное меди, Q_2 - тепло, отданное железу, Q_3 - тепло, полученное водой.

Тепло, отдаваемое меди:

Q_1 = m_1 * c_1 * (T_f - T_i)

где m_1 - масса меди, c_1 - теплоемкость меди, T_f - конечная температура (температура в калориметре), T_i - начальная температура меди.

Аналогично, тепло, отдаваемое железу:

Q_2 = m_2 * c_2 * (T_f - T_i)

где m_2 - масса железа, c_2 - теплоемкость железа, T_f - конечная температура, T_i - начальная температура железа.

Тепло, полученное водой:

Q_3 = m_3 * c_3 * (T_f - T_i)

где m_3 - масса воды, c_3 - теплоемкость воды, T_f - конечная температура, T_i - начальная температура воды.

Решая уравнение Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0 относительно T_f, мы можем найти конечную температуру в калориметре после выравнивания.

Доп. материал:
Дано:
m_1 = 50 г (медь)
c_1 = 0,39 Дж/г×К (теплоемкость меди)
T_i1 = 100 °C (начальная температура меди)

m_2 = 70 г (железо)
c_2 = 0,46 Дж/г×К (теплоемкость железа)
T_i2 = 90 °C (начальная температура железа)

m_3 = 100 г (вода)
c_3 = 4,18 Дж/г×К (теплоемкость воды)
T_i3 = 22 °C (начальная температура воды)

Найти:
T_f (конечная температура в калориметре)

Решение:
Q_1 = m_1 * c_1 * (T_f - T_i1) = 50 г * 0,39 Дж/г×К * (T_f - 100 °C)
Q_2 = m_2 * c_2 * (T_f - T_i2) = 70 г * 0,46 Дж/г×К * (T_f - 90 °C)
Q_3 = m_3 * c_3 * (T_f - T_i3) = 100 г * 4,18 Дж/г×К * (T_f - 22 °C)

Теперь мы можем заменить выражения в уравнении Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0:

50 г * 0,39 Дж/г×К * (T_f - 100 °C) + 70 г * 0,46 Дж/г×К * (T_f - 90 °C) + 100 г * 4,18 Дж/г×К * (T_f - 22 °C) = 0

Решив это уравнение относительно T_f, мы найдем конечную температуру в калориметре после выравнивания.

Совет:
Для успешного решения задачи по теплопроводности рекомендуется хорошо ознакомиться с понятием теплоемкости разных материалов. Также не забывайте использовать правильные единицы измерения (например, граммы для массы и Джоули для теплоемкости).

Задача для проверки:
У калориметра теплоемкостью 1 Дж/г×К есть 200 г воды при температуре 20 °C. В него помещают медный и железный куски массой 50 г каждый. Медный кусок имеет теплоемкость 0,39 Дж/г×К, а железный - 0,46 Дж/г×К. Если начальные температуры медного и железного кусков составляют 100 °C и 90 °C соответственно, какая будет конечная температура в калориметре после выравнивания? (теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г×К)