Кількість масла в ванні після опускання нагрітого сталевого листа
Яку кількість масла знаходиться у ванні після того, як до неї опустити нагрітий стальний лист масою 240 кг, який
Яку кількість масла знаходиться у ванні після того, як до неї опустити нагрітий стальний лист масою 240 кг, який був нагрітий з температури 850 °С до 70 °С? Враховуючи, що початкова температура масла становила 50 °С, а значення питомої теплоємності сталі 500 Дж/кг К і масла 1700 Дж/кг К.
11.12.2023 10:57
Написать свой ответ:
Пояснення: Щоб знайти кількість масла після опускання нагрітого сталевого листа, нам потрібно використовувати формулу теплового балансу. Формула теплового балансу говорить нам, що сума тепла, переданого від одного об'єкта до іншого, повинна дорівнювати сумі отриманого і відданого тепла.
Спочатку ми знайдемо кількість тепла, яку віддає стальний лист. Це можна зробити за допомогою формули:
Qст = mст * cст * ΔTст,
де Qст - кількість тепла, mст - маса сталевого листа, cст - питома теплоємність сталі, ΔTст - зміна температури сталевого листа.
Відповідно до вказаних даних mст = 240 кг, cст = 500 Дж/кг К, ΔTст = 70 °C - 850 °C = -780 °C.
Тепер, коли ми знаємо кількість тепла, відданого сталевим листом, ми можемо знайти зміну тепла масла за допомогою такої ж формули:
Qмасла = mмасла * cмасла * ΔTмасла.
mмасла - невідома кількість масла, cмасла = 1700 Дж/кг К - питома теплоємність масла, ΔTмасла = (Тмасла після - Тпочаткова),
де Тмасла після - кінцева температура масла, Тпочаткова - початкова температура масла.
Qмасла = -Qст, оскільки тепло переходить від сталевого листа до масла.
Підставивши відомі значення, ми можемо розрахувати зміну тепла масла:
mмасла * cмасла * (Тмасла після - Тпочаткова) = - mст * cст * ΔTст.
Ми знаємо всі значення, крім mмасла. Тому ми можемо перетворити формулу, щоб знайти mмасла:
mмасла = (- mст * cст * ΔTст) / (cмасла * (Тмасла після - Тпочаткова)).
Приклад використання:
Дано: mст = 240 кг, cст = 500 Дж/кг К, ΔTст = -780 °C, cмасла = 1700 Дж/кг К, Тпочаткова = 50 °C, Тмасла після - невідоме значення.
Знайдемо mмасла за допомогою формули:
mмасла = (- 240 кг * 500 Дж/кг К * -780 °C) / (1700 Дж/кг К * (Тмасла після - 50 °C)).
Порада: Важливо врахувати, що одні значення мають від'ємний знак (-780 °C) і негативне значення mст, оскільки вони вказують на процес віддачі тепла.
Вправа: Знайдіть кількість масла в ванні після опускання нагрітого сталевого листа, якщо кінцева температура масла становить 60 °C.