Какова температура в кузнечной печи, если кузнец опускает в воду заготовку раскалённого металла, и она быстро остывает

Температура в кузнечной печи после охлаждения заготовки

Объяснение: Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения теплоты. Заготовка теряет тепло, перекладывая его на воду.

Сначала найдем количество теплоты, которое передалось от заготовки к воде:

* q1 = mcΔT1

где q1 - количество теплоты, m - масса заготовки, c - удельная теплоемкость стали, ΔT1 - изменение температуры заготовки.

Затем найдем количество теплоты, которое поглотила вода:

* q2 = mcΔT2

где q2 - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT2 - изменение температуры воды.

Так как количество теплоты, переданное заготовкой, равно количеству теплоты, поглощенному водой, то:

* q1 = q2

* mcΔT1 = mcΔT2

* ΔT1 = ΔT2

Теперь мы можем выразить температуру воды перед охлаждением и после охлаждения:

* ΔT1 = Tf - T1

* ΔT2 = T2 - Tf

где Tf - температура в кузнечной печи, T1 - начальная температура заготовки, T2 - начальная температура воды.

Подставим эти значения в уравнение:

* Tf - T1 = T2 - Tf

Теперь решим уравнение относительно Tf:

* 2Tf = T1 + T2

* Tf = (T1 + T2)/2

Таким образом, чтобы оценить температуру в кузнечной печи, нужно просто найти среднее значение начальной температуры заготовки и начальной температуры воды.

Дополнительный материал:
Если начальная температура заготовки (T1) равна 150 °C, а начальная температура воды (Т2) равна 25 °C, то температура в кузнечной печи (Tf) будет:

Tf = (150 + 25)/2 = 175/2 = 87,5 = 88 °C (округляем до целого числа)

Совет: Для лучшего понимания этой задачи важно понять концепцию передачи тепла и связанные с ней удельные теплоемкости различных веществ. Уделите внимание правильному построению уравнений, чтобы упростить задачу и получить точный ответ.

Задание: Если начальная температура заготовки (T1) равна 200 °C, а начальная температура воды (Т2) равна 30 °C, какова будет температура в кузнечной печи? (округлите до целого числа)

Температура в кузнечной печи при охлаждении заготовки в воде

Используя закон сохранения теплоты, мы можем определить, какая теплота передается от заготовки к воде. Теплота, переданная от заготовки к воде, равна теплоте, поглощенной водой. Мы можем записать это следующим образом:

Qвода = Qзаготовки

Qвода - теплота, поглощенная водой
Qзаготовки - теплота, переданная от заготовки

Формула для вычисления теплоты, поглощенной водой:

Qвода = mводы * cводы * ΔTводы

где
mводы - масса воды
cводы - удельная теплоемкость воды
ΔTводы - изменение температуры воды

Теплота, переданная от заготовки:

Qзаготовки = mзаготовки * cзаготовки * ΔTзаготовки

где
mзаготовки - масса заготовки
cзаготовки - удельная теплоемкость заготовки
ΔTзаготовки - изменение температуры заготовки

Из условия задачи известны следующие данные:
mводы = 8 кг
cводы = 4200 Дж/(кг:°С)
ΔTводы = 20 °С
mзаготовки = 1,5 кг
cзаготовки = 460 Дж/(кг:°С)

Подставляя значения в формулы, получим:
Qвода = 8 * 4200 * 20 = 672000 Дж
Qзаготовки = 1,5 * 460 * ΔTзаготовки

Так как Qвода = Qзаготовки, то:
1,5 * 460 * ΔTзаготовки = 672000

Решая уравнение для ΔTзаготовки, получим:
ΔTзаготовки = 672000 / (1,5 * 460)
ΔTзаготовки ≈ 305,8 °С

Таким образом, температура в кузнечной печи при охлаждении заготовки в воде около 305 °С (округлено до целого числа).

Дополнительный материал: Узнайте, какова температура в кузнечной печи, если заготовка массой 1,5 кг быстро остывает и нагревает 8 литров воды на 20 °С. Удельные теплоёмкости воды и стали равны 4200 Дж/(кг:°С) и 460 Дж/(кг:°С). Какую температуру нужно оценить по предоставленным данным?

Совет: Для решения подобных задач, используя закон сохранения теплоты, важно внимательно анализировать информацию и применять соответствующие формулы для вычислений. Удостоверьтесь, что единицы измерения соответствуют друг другу.

Упражнение: Если масса заготовки равна 2 кг, а изменение температуры воды составляет 30 °С, какова будет температура в кузнечной печи? Предполагаем, что удельные теплоёмкости воды и стали остаются неизменными. Ответ округлите до целого числа.