Какова температура печи, если был брошен нагретый стальной болт массой 300 г в медный сосуд массой 200 г, в котором

Какова температура печи, если был брошен нагретый стальной болт массой 300 г в медный сосуд массой 200 г, в котором находилось 1,27 кг воды при исходной температуре 15 °С, и после этого температура воды повысилась до 32 °С?
Ястреб_6179

Ястреб_6179

Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии. Допустим, что начальная температура печи составляет \(T\) градусов Цельсия.

Сначала определим количество тепла, которое передается от нагретого болта и медного сосуда к воде:
\[Q_1 = mc\Delta T_1,\]
где \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T_1\) - изменение температуры воды.

Масса воды равна 1,27 кг, удельная теплоемкость воды \(c = 4,18 \, \text{Дж/(г} \cdot \text{°С)}\), а изменение температуры воды \(\Delta T_1\) равно разности между конечной температурой воды и начальной температурой (поскольку мы не знаем конкретные значения, оставим разность обозначенной как \(\Delta T_1\)).

После этого мы должны учесть тепло, которое передается от медного сосуда к воде:
\[Q_2 = mc\Delta T_2,\]
\[Q_2 = 200 \times 0,385 \times (\Delta T_2 - 15),\]
где \(200\) - масса медного сосуда, \(0,385\) - удельная теплоемкость меди, \(\Delta T_2\) - изменение температуры меди.

Затем мы рассмотрим тепло, которое передается от нагретого болта к медному сосуду:
\[Q_3 = mc\Delta T_3,\]
\[Q_3 = 300 \times 0,46 \times (T - \Delta T_3),\]
где \(300\) - масса болта, \(0,46\) - удельная теплоемкость стали, \(\Delta T_3\) - изменение температуры болта.

Теперь, приравнивая сумму перенесенных теплот к нулю (так как система находится в тепловом равновесии), мы получим уравнение:
\[Q_1 + Q_2 + Q_3 = 0.\]

Подставим значения теплоемкостей \(c\), масс \(m\) и соответствующие выражения для каждого случая в уравнение выше и решим его относительно \(T\).

Итак, общее выражение для уравнения будет:
\[ - 4,18 \cdot 1270 \cdot \Delta T_{1} - 0,46 \cdot 300 \cdot (T - \Delta T_{3}) - 385 \cdot 200 \cdot (\Delta T_{2} - 15) = 0.\]

В результате получим уравнение с одной переменной, которое можно решить относительно температуры печи \(T\).

Пожалуйста, укажите значения \(\Delta T_1\) и \(\Delta T_3\), чтобы мы могли продолжить решение задачи.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello