Какова будет конечная температура после установления теплового равновесия, если в воду с температурой 10°С поместить медный цилиндр массой 200 г и температурой 100°С? Масса воды составляет 100 г. Пренебрегая потерей тепла на калориметр и окружающую среду, решите эту задачу уравнением.
Moroznyy_Korol
Для решения данной задачи воспользуемся уравнением теплового равновесия:
\(Q_1 + Q_2 = 0\),
где \(Q_1\) - количество теплоты, отданное медному цилиндру, а \(Q_2\) - количество теплоты, принятое водой и калориметром.
Теплота, отданная медному цилиндру, может быть вычислена по формуле:
\(Q_1 = mc\Delta T\),
где \(m\) - масса медного цилиндра, \(c\) - удельная теплоемкость меди, а \(\Delta T\) - изменение температуры меди.
Теплота, принятая водой и калориметром, также может быть вычислена по формуле:
\(Q_2 = mc\Delta T\),
где \(m\) - масса воды и калориметра, \(c\) - удельная теплоемкость воды, а \(\Delta T\) - изменение температуры воды.
Поскольку эти два выражения должны быть равны, мы имеем:
\(mc\Delta T + mc\Delta T = 0\).
Переупорядочивая уравнение, получаем:
\(2mc\Delta T = 0\).
Деление на 2 позволяет нам убрать коэффициент перед \(mc\Delta T\):
\(mc\Delta T = 0\).
Таким образом, получаем, что изменение температуры меди (\(\Delta T\)) равно нулю.
Это означает, что конечная температура системы будет равна начальной температуре меди, то есть 100°С.
\(Q_1 + Q_2 = 0\),
где \(Q_1\) - количество теплоты, отданное медному цилиндру, а \(Q_2\) - количество теплоты, принятое водой и калориметром.
Теплота, отданная медному цилиндру, может быть вычислена по формуле:
\(Q_1 = mc\Delta T\),
где \(m\) - масса медного цилиндра, \(c\) - удельная теплоемкость меди, а \(\Delta T\) - изменение температуры меди.
Теплота, принятая водой и калориметром, также может быть вычислена по формуле:
\(Q_2 = mc\Delta T\),
где \(m\) - масса воды и калориметра, \(c\) - удельная теплоемкость воды, а \(\Delta T\) - изменение температуры воды.
Поскольку эти два выражения должны быть равны, мы имеем:
\(mc\Delta T + mc\Delta T = 0\).
Переупорядочивая уравнение, получаем:
\(2mc\Delta T = 0\).
Деление на 2 позволяет нам убрать коэффициент перед \(mc\Delta T\):
\(mc\Delta T = 0\).
Таким образом, получаем, что изменение температуры меди (\(\Delta T\)) равно нулю.
Это означает, что конечная температура системы будет равна начальной температуре меди, то есть 100°С.
Знаешь ответ?