Какова будет конечная температура воды после того, как в нее опустили стальную гирю массой 2 кг, которая имеет

Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии. Давайте это сделаем пошагово.

Шаг 1: Определение теплового равновесия
Первый шаг - определить конечную температуру, когда система достигнет теплового равновесия. В данной задаче, тепловое равновесие будет достигнуто, когда температура гири и воды сравняются.

Шаг 2: Расчет количества получаемого тепла
Зная массу гири и ее начальную температуру, мы можем вычислить количество тепла, переданного от гири к воде. Для этого используем формулу:

\[Q = mc\Delta T\]

где Q - количество получаемого тепла, m - масса гири, c - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Шаг 3: Расчет изменения температуры воды
Если предположить, что нет потерь тепла в окружающую среду, то количество получаемого тепла будет полностью передано воде. Вычисляем \(\Delta T\) следующим образом:

\[\Delta T = \frac{Q}{mc}\]

где Q - количество получаемого тепла, m - масса гири, c - удельная теплоемкость воды.

Шаг 4: Расчет конечной температуры воды
Теперь, зная начальную температуру воды и изменение температуры, мы можем рассчитать конечную температуру воды:

\[T_f = T_i + \Delta T\]

где \(T_f\) - конечная температура воды, \(T_i\) - начальная температура воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Шаг 5: Подстановка значений и вычисления
Подставим известные значения и вычислим итоговый результат:

Масса гири, m = 2 кг
Начальная температура гири, \(T_{\text{гири}}\) = 20 °C
Начальная температура воды, \(T_{\text{воды}}\) = 80 °C
Удельная теплоемкость воды, c = 4.18 кДж/(кг·°C)

Рассчитаем количество получаемого тепла, Q:

\[Q = mc\Delta T\]
\[\Delta T = \frac{Q}{mc}\]
\[T_f = T_i + \Delta T\]

Подставим значения и выполним необходимые расчеты:

\[Q = 2 \cdot 4.18 \cdot (20 - 80) = -500 \, \text{кДж}\]
\[\Delta T = \frac{-500}{2 \cdot 4.18} = -59.81 \, °C\]
\[T_f = 80 + (-59.81) = 20.19 \, °C\]

Таким образом, конечная температура воды будет приблизительно равна 20.19 °C.