После нагревания стальной подковы массой t = 680 г в печи до температуры t = 1000°C, кузнец поместил ее в снежный

Тема занятия: Теплообмен

Инструкция: Для решения задачи необходимо использовать законы теплообмена. Первым шагом нужно найти количество теплоты, которое потеряла стальная подкова при охлаждении. Это можно сделать, умножив массу стали на удельную теплоемкость стали и разность температур:

Q = m * c * Δt

где Q - количество теплоты, m - масса стали, c - удельная теплоемкость стали, Δt - разность температур.

Далее, найдем количество теплоты, необходимое для плавления снега. Для этого умножим массу растаявшего снега на удельную теплоту плавления снега:

Q = М * X

Теперь, сравнивая эти два количества теплоты (потери стали при охлаждении и теплоту, необходимую для плавления снега), можно найти массу растаявшего снега:

Q(потери стали при охлаждении) = Q(теплота для плавления снега)

m * c * Δt = М * X

Теперь можно выразить М:

М = (m * c * Δt) / X

Вставив значения из условия задачи, получим окончательный ответ.

Дополнительный материал:
Дано:
Масса стальной подковы (m) = 680 г
Температура подковы после нагрева (t) = 1000°С
Температура окружающего снега (to) = 0°С
Удельная теплота плавления снега (X) = 340 кДж/кг
Удельная теплоемкость стали (c) = 460 Дж/(кг-°С)

Найти: Масса растаявшего снега (М) в граммах

Решение:
1. Вычислим разность температур: Δt = t - to = 1000°С - 0°С = 1000°С.
2. Выразим М:

М = (m * c * Δt) / X

М = (680 г * 460 Дж/(кг-°С) * 1000°С) / 340 кДж/кг = 2 013 г

Совет: Для лучшего понимания темы теплообмена, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и уделить внимание принципу теплового равновесия.

Задание:
Масса железного гвоздя составляет 150 г. Определите количество теплоты, необходимое для нагрева гвоздя с температуры -20 °С до 50 °С, если удельная теплоемкость железа равна 450 Дж/(кг-°С). Ответ выразите в Дж.

Тема: Расчет массы растаявшего снега

Объяснение: Чтобы рассчитать массу М растаявшего снега, мы можем использовать закон сохранения энергии. В начале задачи, стальная подкова имеет температуру 1000°C, а снежный сугроб - 0°C.

Сначала мы вычислим количество переданной теплоты от подковы к снегу. Для этого применим формулу:

Q = mcΔT,

где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Так как подкова остывает от 1000°C до 0°C, ΔT = 1000°C - 0°C = 1000°C.

Следуя формуле, теплота Q будет равна:

Q = mcΔT = (0.68 кг)(460 Дж/(кг-°С))(1000°C - 0°C)

Затем мы найдем количество теплоты, которое необходимо для плавления снега. Используем:

Q = mL,

где L - удельная теплота плавления.

Таким образом, уравнение будет:

(0.68 кг)(460 Дж/(кг-°С))(1000°C - 0°C) = M(0.34 МДж/кг)

Решив это уравнение, мы найдем значение М, массу растаявшего снега.

Дополнительный материал: Определите массу растаявшего снега, если подкова массой 680 г была нагрета до 1000°C и помещена в снежный сугроб с температурой 0°C. Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/(кг-°С), а удельная теплота плавления снега - 340 кДж/кг.

Совет: Для более легкого понимания этой задачи, можно представить, что энергия, полученная снижением температуры стальной подковы, будет использоваться для плавления снега. Используйте правильные единицы измерения и конвертируйте единицы при необходимости, чтобы получить правильный ответ.

Ещё задача: В школьной лаборатории у вас есть чайник, содержащий 0.5 л кипящей воды. Известно, что удельная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г°C). Какое количество теплоты необходимо для нагревания этой воды с 20°C до 100°C? Ответ округлите до ближайшего целого значения.