Яку масу має алюмінієвий циліндр, який опустили в залізний чайник масою 1.2 кг, де налито 2 л води температури +20℃

Яку масу має алюмінієвий циліндр, який опустили в залізний чайник масою 1.2 кг, де налито 2 л води температури +20℃, та в результаті температура води стала +25℃, нагріваючи циліндр до +125℃?
Яблонька_7664

Яблонька_7664

Для решения данной задачи используем тепловой баланс. Давайте разберем каждый шаг подробно:

1. Найдем тепловую емкость алюминиевого цилиндра. Тепловая емкость (C) вычисляется как произведение массы (m) и удельной теплоемкости вещества (c):
Cцилиндр=mцилиндрcалюминий

Удельная теплоемкость алюминия cалюминий=0.897Дж/г°C, а масса цилиндра не указана в условии задачи. Поэтому невозможно найти точное значение тепловой емкости цилиндра. Мы можем продолжить решение задачи, предполагая, что масса цилиндра равна массе воды, т.е. mцилиндр=mводы.

2. Найдем количество теплоты (Q), которое необходимо отдать цилиндру, чтобы нагреть его от исходной температуры (T1) до конечной температуры (T2). Для этого используем следующую формулу:
Q=CΔT
где ΔT=T2T1.

В данном случае исходная температура воды T1=20°C, конечная температура воды T2=25°C, а тепловая емкость цилиндра Cцилиндр равна массе воды mводы (предположение, сделанное на первом шаге).

Qвода=CцилиндрΔT

3. Теперь найдем количество теплоты (Q), которое должно выделиться при нагревании цилиндра от исходной температуры (T1) до конечной температуры (T2). Для этого также используем формулу:
Q=CΔT

В данном случае исходная температура цилиндра T1=20°C, конечная температура цилиндра T2=125°C, а тепловая емкость цилиндра можно считать равной рассмотренной на первом шаге Cцилиндр.

Qцилиндр=CцилиндрΔT

4. Теперь, мы можем приравнять количество теплоты Qводы и Qцилиндр, так как они равны по величине:
Qводы=Qцилиндр

Выразим из этого равенства массу воды, зная что масса цилиндра равна mводы (предположение, сделанное на первом шаге):
mводыcводаΔTводы=mводыcалюминийΔTцилиндр
где ΔTводы=T2T1 - изменение температуры воды,
ΔTцилиндр=T2T1 - изменение температуры цилиндра.

Отсюда можем выразить массу воды:
mводы=cалюминийΔTцилиндрcводаΔTводы

5. Подставим известные значения:
cалюминий=0.897Дж/г°C
ΔTцилиндр=T2T1=12520=105°C
cвода=4.18Дж/г°C
ΔTводы=T2T1=2520=5°C

Подставим значения и решим уравнение для нахождения mводы:
mводы=0.8971054.1855.387г

Получили, что масса воды, которую содержит чайник, составляет приблизительно 5.387 г.

Итак, ответ на задачу: Масса воды в алюминиевом цилиндре, опущенном в железный чайник массой 1.2 кг, составляет приблизительно 5.387 г.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello