При какой температуре установится тепловое равновесие после смешивания нагретой до 100°C свинцовой дроби массой 100

Суть вопроса: Тепловое равновесие и закон сохранения энергии.

Объяснение: Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии. Когда свинцовая дробь и лед смешиваются вместе, тепло от свинцовой дроби передается на лед, пока температуры не выравниваются.

Сначала найдем количество теплоты, которое отдает свинцовая дробь. Используем формулу Q = mcΔT, где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Q1 = m1c1ΔT1 = 100 г * 130 Дж/(кг•К) * (100°C - Т)

Здесь Т - температура, при которой установится тепловое равновесие.

Теперь найдем количество теплоты, которое поглощает лед, плавясь. Используем формулу Q = mL, где Q - количество теплоты, m - масса, L - удельная теплота плавления.

Q2 = m2L2 = 50 г * 330 кДж/кг

Согласно принципу сохранения энергии, количество отданной теплоты должно быть равно количеству поглощенной теплоты, следовательно:

Q1 = Q2

100 г * 130 Дж/(кг•К) * (100°C - Т) = 50 г * 330 кДж/кг

Теперь решим уравнение относительно Т, чтобы найти температуру, при которой установится тепловое равновесие.

Демонстрация: Найдите температуру, при которой установится тепловое равновесие после смешивания 100 г нагретой до 100°C свинцовой дроби и 50 г льда при 0°C.

Совет: Помните, что в данной задаче мы используем закон сохранения энергии. Обратите внимание на единицы измерения и переведите их в одинаковую систему (например, все в СИ).

Практика: Если бы свинцовая дробь имела массу 200 г, а лед - 100 г, при какой температуре установилось бы тепловое равновесие? Решите задачу, используя те же данные.