Какова масса медного стержня, опущенного в горячую воду массой 5 кг, если после этого температура воды снизилась
Какова масса медного стержня, опущенного в горячую воду массой 5 кг, если после этого температура воды снизилась на 10 "С, а температура стержня повысилась на 50 "С?
28.11.2023 02:03
Написать свой ответ:
Описание: Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать закон сохранения тепла. Закон сохранения тепла утверждает, что количество тепла, переданного одному телу, равно количеству тепла, полученного другим телом.
Сначала найдем количество тепла, которое было передано от воды к стержню. Для этого мы будем использовать формулу:
Q = m_вода * c_вода * ΔT_вода,
где Q - количество тепла, m_вода - масса воды, c_вода - удельная теплоемкость воды и ΔT_вода - изменение температуры воды.
Так как температура воды снизилась на 10 °C, ΔT_вода равно -10 °C. Заметим, что удельная теплоемкость воды составляет примерно 4200 Дж/(кг*°C).
Теперь найдем количество тепла, которое получил стержень. Для этого мы будем использовать ту же формулу, но заменим параметры:
Q_стержень = m_стержень * c_стержень * ΔT_стержень,
где Q_стержень - количество тепла, полученное стержнем, m_стержень - масса стержня, c_стержень - удельная теплоемкость меди и ΔT_стержень - изменение температуры стержня.
Заметим, что удельная теплоемкость меди составляет примерно 380 Дж/(кг*°C).
Так как количество тепла, переданного и полученного, равны, то:
m_вода * c_вода * ΔT_вода = m_стержень * c_стержень * ΔT_стержень.
Подставляя известные значения в данное уравнение, мы можем найти массу стержня.
Дополнительный материал:
В данной задаче масса воды составляет 5 кг, ΔT_вода = -10 °C, c_вода = 4200 Дж/(кг*°C) и c_стержень = 380 Дж/(кг*°C).
m_вода * c_вода * ΔT_вода = m_стержень * c_стержень * ΔT_стержень,
5 * 4200 * (-10) = m_стержень * 380 * ΔT_стержень.
Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить закон сохранения тепла, удельные теплоемкости различных веществ и понятие теплообмена между телами.
Закрепляющее упражнение: Какую массу куска алюминия с температурой 50 °C нужно опустить в воду массой 2 кг, чтобы температура воды снизилась на 5 °C? Удельная теплоемкость алюминия составляет 900 Дж/(кг*°C).