Какую установившуюся температуру получим после опускания свинцового тела в куб, заполненный водой, если изначально

Тема вопроса: Теплопередача и термодинамика

Разъяснение: Для решения этой задачи, нужно использовать закон сохранения энергии. Материалы, находящиеся в контакте, будут обмениваться теплом до тех пор, пока не достигнут термодинамического равновесия, т.е. пока их температуры не выравняются. При этом, энергия, которую получит один материал, будет равняться энергии, которую потеряет другой материал.

Для решения задачи применим следующую формулу:
$m_{1}c_{1}(T_{i1} - T_{f})+ m_{2}c_{2}(T_{i2}-T_{f}) = 0$
где:
$m_{1}$ - масса первого материала (медь),
$c_{1}$ - удельная теплоёмкость первого материала (медь),
$T_{i1}$ - начальная температура первого материала (медь),
$T_{f}$ - конечная температура (искомая),
$m_{2}$ - масса второго материала (свинец),
$c_{2}$ - удельная теплоёмкость второго материала (свинец),
$T_{i2}$ - начальная температура второго материала (свинец).

Подставим известные значения в формулу и решим ее относительно $T_{f}$:
$100 \cdot c_{1} \cdot (90 - T_{f}) + V_{2} \cdot c_{2} \cdot (60 - T_{f}) = 0$
где $V_{2}$ - объем свинцового тела.

Затем решим получившееся уравнение. Ответ должен быть равен 61°C, если все данные были использованы правильно.

Совет: Чтобы лучше понять теплопередачу и термодинамику, рекомендуется прочитать соответствующие главы учебника и решить несколько подобных задач самостоятельно.

Задание: Какую конечную температуру получим, если вместо свинца в куб было опущено алюминиевое тело массой 150 г и начальной температурой 65 °C, а остальные условия остались неизменными? (Удельная теплоемкость алюминия равна 900 J/(kg°C)).