Какова масса растаявшего снега, после того как кузнец поместил стальную подкову массой 680 г, нагретую до температуры 1000°C, в снежный сугроб, температура которого равна 0°С? Известно, что удельная теплота плавления снега равна 340 кДж/кг, а удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/(кг-°С). Ответ выразите в граммах и округлите до ближайшего целого значения.
Sinica
Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон сохранения энергии и учесть, что всё количество тепла, выделяемое при остывании стали, будет поглощено растаявшим снегом.
Давайте разберемся пошагово:
Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при охлаждении стали от 1000°C до 0°C.
Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \),
где \( Q_1 \) - количество теплоты, \( m \) - масса стали, \( c \) - удельная теплоемкость стали, \( \Delta T \) - изменение температуры.
Подставим известные значения:
\( Q_1 = 0.68 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{Дж/(кг-°C)} \cdot (1000 - 0)°C \).
\( Q_1 = 313.6 \, \text{кДж} \).
Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, которое поглощается растаявшим снегом для его плавления.
Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_2 = m_2 \cdot L \),
где \( Q_2 \) - количество теплоты, \( m_2 \) - масса растаявшего снега, \( L \) - удельная теплота плавления снега.
Подставим известные значения:
\( Q_2 = m_2 \cdot 340 \, \text{кДж/кг} \).
Шаг 3: Найдем массу растаявшего снега.
Так как вся теплота, выделенная сталью, поглощается растаявшим снегом, то \( Q_1 = Q_2 \).
Следовательно, \( 313.6 \, \text{кДж} = m_2 \cdot 340 \, \text{кДж/кг} \).
Пересчитаем массу растаявшего снега:
\( m_2 = \frac{313.6 \, \text{кДж}}{340 \, \text{кДж/кг}} \).
\( m_2 ≈ 0.922 \) кг.
Шаг 4: Округлим значение до ближайшего целого значения.
Масса растаявшего снега округляется до ближайшего целого значения, поэтому округлим \( m_2 \) до 1.
Итак, масса растаявшего снега составляет примерно 1 грамм.
Давайте разберемся пошагово:
Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при охлаждении стали от 1000°C до 0°C.
Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \),
где \( Q_1 \) - количество теплоты, \( m \) - масса стали, \( c \) - удельная теплоемкость стали, \( \Delta T \) - изменение температуры.
Подставим известные значения:
\( Q_1 = 0.68 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{Дж/(кг-°C)} \cdot (1000 - 0)°C \).
\( Q_1 = 313.6 \, \text{кДж} \).
Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, которое поглощается растаявшим снегом для его плавления.
Для этого воспользуемся формулой:
\( Q_2 = m_2 \cdot L \),
где \( Q_2 \) - количество теплоты, \( m_2 \) - масса растаявшего снега, \( L \) - удельная теплота плавления снега.
Подставим известные значения:
\( Q_2 = m_2 \cdot 340 \, \text{кДж/кг} \).
Шаг 3: Найдем массу растаявшего снега.
Так как вся теплота, выделенная сталью, поглощается растаявшим снегом, то \( Q_1 = Q_2 \).
Следовательно, \( 313.6 \, \text{кДж} = m_2 \cdot 340 \, \text{кДж/кг} \).
Пересчитаем массу растаявшего снега:
\( m_2 = \frac{313.6 \, \text{кДж}}{340 \, \text{кДж/кг}} \).
\( m_2 ≈ 0.922 \) кг.
Шаг 4: Округлим значение до ближайшего целого значения.
Масса растаявшего снега округляется до ближайшего целого значения, поэтому округлим \( m_2 \) до 1.
Итак, масса растаявшего снега составляет примерно 1 грамм.
Знаешь ответ?