Какова масса куска железа, который нагревает 4,65 кг воды с температурой 13 градусов до 35 градусов, используя
Какова масса куска железа, который нагревает 4,65 кг воды с температурой 13 градусов до 35 градусов, используя теплообмен с куском железа с температурой 500 градусов? Разрешается пренебречь теплообменом с окружающими телами и испарением. Удельная теплоемкость железа составляет 462 Дж/кг*кг.
27.11.2023 12:04
Написать свой ответ:
Объяснение: Чтобы рассчитать массу куска железа, мы можем использовать закон сохранения энергии. При этом, мы будем считать, что теплообмен с окружающими телами и испарение воды пренебрежимо малы.
Сначала нужно рассчитать количество тепла, которое передается от куска железа к воде. Мы можем воспользоваться формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
В данном случае, у нас есть два процесса: нагрев куска железа и нагрев воды. Поскольку количество переданного тепла одинаково для обоих процессов (согласно закону сохранения энергии), мы можем записать:
m_железа * c_железа * (Тконечная_вода - Тисходная_вода) = m_воды * c_воды * (Тконечная_вода - Тисходная_вода),
где m_железа - масса железа, c_железа - удельная теплоемкость железа, m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоемкость воды, Тконечная_вода - конечная температура воды, Тисходная_вода - исходная температура воды.
Мы знаем значения всех переменных, кроме m_железа, поэтому можем решить эту формулу относительно m_железа:
m_железа = (m_воды * c_воды * (Тконечная_вода - Тисходная_вода)) / (c_железа * (Тконечная_вода - Тисходная_вода)).
Демонстрация: Нам дано, что масса воды равна 4,65 кг, Тисходная_вода равна 13 градусов, Тконечная_вода равна 35 градусов, c_железа равна 462 Дж/кг*К. Требуется найти массу железа.
m_железа = (4,65 * 4186 * (35 - 13)) / (462 * (35 - 13)) = 0,9375 кг.
Совет: При работе с задачами на теплообмен и закон сохранения энергии, обратите внимание на знаки температур разности: ΔT = Тконечная - Тисходная. Это важно, чтобы получить правильный ответ.
Задача на проверку: Какова масса алюминиевого кубика, если он нагревает 2 кг воды с температурой 20 градусов до 80 градусов, используя теплообмен с алюминиевым кубиком с температурой 500 градусов? Удельная теплоемкость алюминия составляет 910 Дж/кг*К.