What was the initial temperature of the sword if its mass is 1

Question

Физика: What was the initial temperature of the sword if its mass is 1 kg and it was immersed in 10 kg of machine oil with a temperature of Tm=10 oC, and they reached thermal equilibrium at Tm=30

Анатолий · Accepted Answer

Для решения этой задачи нам понадобятся законы сохранения энергии и теплоты. Изначально температура меча составляла Ti, а температура масла равнялась Tm = 10 градусов Цельсия. При достижении теплового равновесия температура системы (меча и масла) установилась на Tm = 30 градусов Цельсия.

Из закона сохранения энергии мы знаем, что потерянная энергия меча равна полученной энергии масла. Мы можем записать это следующим образом:

m_{1} \cdot c_{1} \cdot (T_{f} - T_{i}) = m_{2} \cdot c_{2} \cdot (T_{f} - T_{m})

,

где m1 - масса меча (1 кг), c1 - удельная теплоемкость меча (0,5 кДж / (кг*градус Цельсия)), Tf - конечная температура (30 градусов Цельсия), Ti - начальная температура меча (неизвестная), m2 - масса масла (10 кг), c2 - удельная теплоемкость масла (1,7 кДж / (кг*градус Цельсия)), и Tm - начальная температура масла (10 градусов Цельсия).

Давайте решим это уравнение относительно Ti:

1 \cdot 0, 5 \cdot (30 - T i) = 10 \cdot 1, 7 \cdot (30 - 10)

.

Упростим это уравнение:

0, 5 \cdot (30 - T i) = 10 \cdot 1, 7 \cdot 20

.

Раскроем скобки:

15 - 0, 5 T i = 10 \cdot 1, 7 \cdot 20

.

Далее решим уравнение:

0, 5 T i = 10 \cdot 1, 7 \cdot 20 - 15

,

0, 5 T i = 340 - 15

,

0, 5 T i = 325

.

Теперь найдем значение Ti, разделив обе части уравнения на 0,5:

T i = \frac{325}{0, 5}

,

T i = 650

.

Таким образом, исходная температура меча составляла 650 градусов Цельсия.

What was the initial temperature of the sword if its mass is 1 kg and it was immersed in 10 kg of machine oil with

Анатолий

О проекте

Предметы

Задать вопрос

Привет!