Question

В калориметре находится 1 кг воды при температуре 20 оС. В воду опускают свинцовую деталь массой 2 кг, имеющую температуру 90 оС. Рассчитайте до какой температуры нагреется вода. (Потерями теплоты в калориметре пренебречь). Удельная теплоемкость свинца 140 Дж/(кг∙PоС)

Answer 1

Ответ:

Дано:

кг

Дж/(кг · °С)

°С

кг

Дж/(кг · °С)

°С

==========================

Найти:  

==========================

Решение. В ходе взаимодействия свинцовая деталь отдаёт теплоту воде, а вода - охлаждает эту деталь (получает теплоту). То есть, свинцовая деталь охлаждается, а вода нагревается, и этот процесс окончится на определённой температуре :

Количество теплоты, отданное свинцовой деталью:

(1)

Количество теплоты, полученное водой:

(2)

Согласно уравнению теплового баланса

(3)

Подставив уравнение (1) и (2) в уравнение (3), получим:

- окончательно.

Определим значение искомой величины:

°С

Ответ:  °С

Объяснение:

Answer 2

Для решения задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии:

масса свинца * удельная теплоемкость свинца * (температура свинца - итоговая температура) = масса воды * удельная теплоемкость воды * (итоговая температура - начальная температура)

Можно переписать это уравнение в следующем виде:

масса свинца * удельная теплоемкость свинца * температура свинца - масса воды * удельная теплоемкость воды * итоговая температура = масса воды * удельная теплоемкость воды * начальная температура

Подставляя известные значения, получаем:

2 кг * 140 Дж/(кг∙°C) * 90°C - 1 кг * 4186 Дж/(кг∙°C) * итоговая температура = 1 кг * 4186 Дж/(кг∙°C) * 20°C

Решая уравнение относительно итоговой температуры, получаем:

итоговая температура = (2 кг * 140 Дж/(кг∙°C) * 90°C + 1 кг * 4186 Дж/(кг∙°C) * 20°C) / (1 кг * 4186 Дж/(кг∙°C))

итоговая температура = 32,7°C

Итак, вода нагреется до температуры около 32,7°C.