Какая будет температура, когда машино масло массой 2 кг и температурой 0°C встретится с чугунной болванкой массой 1 кг и температурой 100°C?
Akula
Чтобы найти итоговую температуру системы, нужно использовать закон сохранения тепла.
Закон сохранения тепла гласит, что количество тепла, переданного или полученного системой, равно количеству тепла, переданного или полученного окружающей средой.
Для начала, нам понадобится знать удельную теплоемкость для каждого вещества. Удельная теплоемкость - это количество тепла, необходимое для нагревания или охлаждения единицы массы вещества на 1 градус Цельсия.
Удельная теплоемкость моторного масла \( C_{\text{масла}} = 2 \, \text{кДж/кг°C} \)
Удельная теплоемкость чугуна \( C_{\text{чугуна}} = 0.46 \, \text{кДж/кг°C} \)
Теперь мы можем использовать формулу для количества тепла, переданного или полученного.
Количество тепла, переданного или полученного, равно произведению массы вещества, его удельной теплоемкости и изменения температуры \( Q = mc\Delta T \).
Где:
\( Q \) - количество тепла
\( m \) - масса вещества
\( c \) - удельная теплоемкость вещества
\( \Delta T \) - изменение температуры
В нашем случае, количество тепла, передаваемого от воды к чугуну, будет равно количеству тепла, полученного чугуном от воды, так как система изолирована.
Найдем количество тепла, переданного от масла к чугуну:
\( Q_1 = m_1 \cdot c_{\text{масла}} \cdot \Delta T_1 \)
\( Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 2 \, \text{кДж/кг°C} \cdot (\text{Т} - 0°C) \)
Аналогично, найдем количество тепла, переданного от чугуна к маслу:
\( Q_2 = m_2 \cdot c_{\text{чугуна}} \cdot \Delta T_2 \)
\( Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 0.46 \, \text{кДж/кг°C} \cdot (100°C - \text{Т}) \)
По закону сохранения тепла, \( Q_1 = Q_2 \).
Решим уравнение относительно температуры \( \text{Т} \):
\( 2 \cdot 2 \cdot \text{Т} = 1 \cdot 0.46 \cdot (100 - \text{Т}) \)
Раскроем скобки и решим уравнение:
\( 4 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 - 0.46 \cdot \text{Т} \)
\( 4 \cdot \text{Т} + 0.46 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 \)
\( 4.46 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 \)
\( \text{Т} = \frac{0.46 \cdot 100}{4.46} \)
Рассчитаем значение температуры:
\[
\text{Т} = \frac{46}{4.46} \approx 10.31°C
\]
Итак, итоговая температура при встрече масла и чугунной болванки будет равна примерно 10.31°C.
Закон сохранения тепла гласит, что количество тепла, переданного или полученного системой, равно количеству тепла, переданного или полученного окружающей средой.
Для начала, нам понадобится знать удельную теплоемкость для каждого вещества. Удельная теплоемкость - это количество тепла, необходимое для нагревания или охлаждения единицы массы вещества на 1 градус Цельсия.
Удельная теплоемкость моторного масла \( C_{\text{масла}} = 2 \, \text{кДж/кг°C} \)
Удельная теплоемкость чугуна \( C_{\text{чугуна}} = 0.46 \, \text{кДж/кг°C} \)
Теперь мы можем использовать формулу для количества тепла, переданного или полученного.
Количество тепла, переданного или полученного, равно произведению массы вещества, его удельной теплоемкости и изменения температуры \( Q = mc\Delta T \).
Где:
\( Q \) - количество тепла
\( m \) - масса вещества
\( c \) - удельная теплоемкость вещества
\( \Delta T \) - изменение температуры
В нашем случае, количество тепла, передаваемого от воды к чугуну, будет равно количеству тепла, полученного чугуном от воды, так как система изолирована.
Найдем количество тепла, переданного от масла к чугуну:
\( Q_1 = m_1 \cdot c_{\text{масла}} \cdot \Delta T_1 \)
\( Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 2 \, \text{кДж/кг°C} \cdot (\text{Т} - 0°C) \)
Аналогично, найдем количество тепла, переданного от чугуна к маслу:
\( Q_2 = m_2 \cdot c_{\text{чугуна}} \cdot \Delta T_2 \)
\( Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 0.46 \, \text{кДж/кг°C} \cdot (100°C - \text{Т}) \)
По закону сохранения тепла, \( Q_1 = Q_2 \).
Решим уравнение относительно температуры \( \text{Т} \):
\( 2 \cdot 2 \cdot \text{Т} = 1 \cdot 0.46 \cdot (100 - \text{Т}) \)
Раскроем скобки и решим уравнение:
\( 4 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 - 0.46 \cdot \text{Т} \)
\( 4 \cdot \text{Т} + 0.46 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 \)
\( 4.46 \cdot \text{Т} = 0.46 \cdot 100 \)
\( \text{Т} = \frac{0.46 \cdot 100}{4.46} \)
Рассчитаем значение температуры:
\[
\text{Т} = \frac{46}{4.46} \approx 10.31°C
\]
Итак, итоговая температура при встрече масла и чугунной болванки будет равна примерно 10.31°C.
Знаешь ответ?