Какую температуру следует ожидать в кузнечной печи, исходя из того, что кузнец опускает заготовку раскалённого метала

Температура в кузнечной печи
Когда кузнец опускает раскалённую металлическую заготовку в воду, происходит теплообмен между металлом и водой. Этот процесс может быть рассмотрен с помощью уравнения теплового баланса.

Известно, что вода нагревается на 25 °С, когда заготовка охлаждается. Мы можем использовать формулу теплового баланса, чтобы найти температуру заготовки до охлаждения:

Металл + кузнечная печь = Вода + Окружающая среда

Масса металла × удельная теплоёмкость металла × (Температура металла до охлаждения - Температура воды) = Масса воды × удельная теплоёмкость воды × (Температура воды - Начальная температура воды)

Теперь подставим известные значения:
1 кг × 460 Дж/(кг · °С) × (Температура металла до охлаждения - 25 °С) = 5 кг × 4200 Дж/(кг · °С) × (25 °С - 25 °С)

Мы можем сократить выражение 25 °С - 25 °С, так как оно равно нулю:

460 Дж/°С × (Температура металла до охлаждения - 25 °С) = 0

Теперь решим уравнение относительно Температуры металла до охлаждения:

Температура металла до охлаждения - 25 °С = 0

Температура металла до охлаждения = 25 °С

Таким образом, температура кузнечной печи, исходя из этих данных, равна 25 °С.

Совет: Для лучшего понимания процесса теплообмена можно посмотреть на принцип сохранения энергии в системе. Также полезно знать удельные теплоёмкости разных материалов и уметь применять уравнение теплового баланса для решения подобных задач.

Проверочное упражнение: Если металл имеет массу 2 кг, а все остальные значения остаются неизменными, какую температуру следует ожидать в кузнечной печи? Ответ округлите до целого числа.