Какую температуру имеет кузнечная печь, исходя из того, что при охлаждении заготовки весом 1,5 кг вода нагревается

Какую температуру имеет кузнечная печь, исходя из того, что при охлаждении заготовки весом 1,5 кг вода нагревается на 40 °C, а удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг-°C), а удельная теплоемкость стали - 460 Дж/(кг:°C)? Округлите ответ.
Yablonka

Yablonka

Чтобы узнать температуру кузнечной печи, нам понадобится использовать закон сохранения энергии. Мы можем рассмотреть два этапа процесса: нагревание воды и охлаждение заготовки.

1. Нагревание воды:
Для вычисления количества тепла, переданного воде, мы можем использовать формулу:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Дано: \(m = 1,5\) кг, \(\Delta T = 40\) °C, \(c = 4200\) Дж/(кг-°C).
Подставим значения в формулу:
\[Q = 1,5 \cdot 4200 \cdot 40\]

Рассчитаем:
\[Q = 63,000\) Дж

2. Охлаждение заготовки:
Для определения температуры кузнечной печи на этом этапе, мы также можем использовать формулу:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса стали, \(c\) - удельная теплоемкость стали, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Дано: \(m = 1,5\) кг, \(c = 460\) Дж/(кг:°C), \(\Delta T\) - изменение температуры.

Мы знаем, что вода отдает \(Q\) количество тепла и сталь принимает это же количество тепла. Поэтому \(Q\) для воды и стали должно быть одинаковым:
\[Q_{вода} = Q_{сталь}\]
\[m_{вода} \cdot c_{воды} \cdot \Delta T_{воды} = m_{стали} \cdot c_{стали} \cdot \Delta T_{стали}\]

Подставим значения и найдем \(\Delta T_{стали}\):
\[1,5 \cdot 4200 \cdot 40 = 1,5 \cdot 460 \cdot \Delta T_{стали}\]

Рассчитаем:
\[1,5 \cdot 4200 \cdot 40 = 1,5 \cdot 460 \cdot \Delta T_{стали}\]
\[252,000 = 690 \cdot \Delta T_{стали}\]
\[\Delta T_{стали} = \frac{252,000}{690}\]

Рассчитаем:
\[\Delta T_{стали} \approx 365,22\) °C

Температура кузнечной печи определяется изменением температуры стали:
\[T_{печи} = \Delta T_{стали} - 40\]

Рассчитаем:
\[T_{печи} \approx 365,22 - 40\]
\[T_{печи} \approx 325,22\) °C

Температура кузнечной печи, исходя из данной информации, составляет около 325,22 °C. Ответ округляем до одной десятой, поэтому окончательный ответ будет 325,2 °C.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello