На сколько изменится температура воды объемом в=300 мл, если эта вода получит всю энергию, которая выделилась

Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые формулы и физические законы.

Сначала найдем количество выделившейся энергии при охлаждении железного бруска. Для этого воспользуемся формулой:

\[
Q = m \cdot C \cdot \Delta T
\]

где \(Q\) - количество выделившейся энергии, \(m\) - масса железного бруска, \(C\) - удельная теплота железа, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Подставим известные значения:

\[
Q = 0,18 \, \text{кг} \cdot 4,6 \cdot 10^2 \, \text{Дж/кг} \cdot (85 - 15) \, \degree \text{C}
\]

\[
Q = 0,18 \cdot 4,6 \cdot 10^2 \cdot 70 \, \text{Дж}
\]

\[
Q = 5706 \, \text{Дж}
\]

Теперь найдем количество теплоты, которое поглотит вода. Мы знаем, что количество поглощаемой теплоты связано с изменением температуры воды и ее массой следующим образом:

\[
Q = m \cdot C \cdot \Delta T
\]

где \(Q\) - количество поглощаемой теплоты, \(m\) - масса воды, \(C\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Массу воды мы можем найти из ее объема, зная ее плотность:

\[
m = \rho \cdot V
\]

где \(m\) - масса воды, \(\rho\) - плотность воды, \(V\) - объем воды.

Подставим известные значения:

\[
m = 1,0 \cdot 10^3 \, \text{кг/м}^3 \times 300 \, \text{мл}
\]

\[
m = 1,0 \cdot 10^3 \cdot 300 \cdot 10^{-6} \, \text{кг}
\]

\[
m = 0,3 \, \text{кг}
\]

Теперь рассчитаем количество поглощаемой теплоты:

\[
Q = 0,3 \, \text{кг} \cdot 4,2 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг} \cdot (T_2 - T_1)
\]

\[
Q = 0,3 \times 4,2 \times 10^3 \times (15 - 85) \, \text{Дж}
\]

\[
Q = 0,3 \times 4,2 \times 10^3 \times (-70) \, \text{Дж}
\]

\[
Q = -8820 \, \text{Дж}
\]

Почему значение отрицательное? Это объясняется тем, что вода поглощает теплоту от бруска, а значит, ее температура будет расти, а не снижаться.

Итак, теплота, поглощенная водой, составляет -8820 Дж (отрицательное значение указывает на поглощение теплоты). Чтобы найти изменение температуры воды, мы можем использовать формулу:

\[
Q = m \cdot C \cdot \Delta T
\]

Решим ее относительно \(\Delta T\):

\[
\Delta T = \frac{Q}{m \cdot C}
\]

Подставим известные значения:

\[
\Delta T = \frac{-8820}{0,3 \, \text{кг} \cdot 4,2 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг} \cdot \degree \text{C}}
\]

\[
\Delta T = \frac{-8820}{1,26 \cdot 10^3} \, \degree \text{C}
\]

\[
\Delta T \approx -7 \, \degree \text{C}
\]

Таким образом, температура воды уменьшится примерно на 7 градусов Цельсия. Обратите внимание, что ответ отрицательный, так как вода будет охлаждаться.

Для более четкого объяснения можно добавить следующее:

Когда железный брусок охлаждается, он отдает свою энергию в окружающую среду. Эта энергия поглощается водой и приводит к изменению ее температуры. Поскольку удельная теплоемкость воды выше, чем у железа, теплота передается от железа к воде.

Найденный результат говорит о том, что температура воды уменьшится на 7 градусов Цельсия. Важно понимать, что здесь мы рассматриваем только воздействие охлаждения железного бруска на температуру воды, не учитывая другие факторы, такие как теплообмен с окружающей средой или изменение объема воды.

Если у Вас возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать! Я всегда готов помочь вам!