Скільки масла є в ванні після того, як загартований стальний лист, вагою 240 кг, був опущений у неї з температурою

Тема: Тепловой поток и изменение температуры

Инструкция: Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Когда стальной лист опускается в ванну с маслом, происходит перенос энергии от стали к маслу.

Сначала найдем количество теплоты, переданное от стали к маслу. Для этого воспользуемся формулой:

\(Q = mcΔt\),

где \(Q\) - количество переданной теплоты, \(m\) - масса стального листа, \(c\) - питомая теплоемкость масла, \(\Delta t\) - изменение температуры масла.

Подставим известные значения:

\(m = 240 \, \text{кг}\),
\(c = 1700 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{К}\),
\(\Delta t = 70 - 50 = 20 \, \text{К}\).

Подставляя значения в формулу, получим:

\(Q = 240 \, \text{кг} \cdot 1700 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{К} \cdot 20 \, \text{К} = 816000 \, \text{Дж}\).

После того, как теплота передана от стали к маслу, энергия равномерно распределяется во всей ванне с маслом. Так как тепло потербляется только на изменение температуры масла, то можно сказать, что переданная теплота равна потерям тепла маслом.

Теперь, можно найти изменение температуры масла с помощью формулы:

\(Q = mcΔt\).

Подставим значения:

\(Q = 816000 \, \text{Дж}\),
\(c = 1700 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{К}\).

Теперь найдем \(\Delta t\):

\(816000 \, \text{Дж} = m \cdot 1700 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{К} \cdot \Delta t\).

Разделим обе части уравнения на \(m \cdot c\):

\(\Delta t = \frac{816000 \, \text{Дж}}{240 \, \text{кг} \cdot 1700 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{К}}\).

Подсчитав это выражение, мы найдем изменение температуры масла.

Дополнительный материал:
Температура масла изначально равна 50 градусам, а изменяется на 70 градусов после опускания стального листа в ванну. Масса стального листа составляет 240 кг, питомая теплоемкость стали равна 500 Дж/кг К, а питомая теплоемкость масла равна 1700 Дж/кг К. Найдите количество масла в ванне после этого процесса.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить закон сохранения энергии, формулы для расчета количества теплоты и изменения температуры, а также понятие питомой теплоемкости.

Ещё задача: Масса стального листа составляет 300 кг, питомая теплоемкость стали равна 400 Дж/кг К, а питомая теплоемкость масла равна 1500 Дж/кг К. Если стальной лист был охлажден на 30 градусов, а температура масла изменилась с 70 градусов на 90 градусов, найдите количество переданной теплоты и изменение температуры масла.