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
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.
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?