Question

Стальной резец, нагретый до температуры 820С, погружают для закалки в 4 кг воды, температура которой 100С. Масса резца 400 г. До какой температуры охладился резец?

Answer 1

Ответ:

Q1 = Q2; уравнение теплового баланса.

общая формула :

Q = cm∆t;

c- удельная теплоёмкость ;

m - масса ;

∆t - изменение температуры .

Q1 = c1m1*∆t1 - для стального резца

Q2 = c2m2∆t2 - для воды

↓

выразим изменение температуры резца:

∆t1 = c2m2∆t2/c1m1;

∆t1 = 4200*5*20/460*0,4 = 42000/184 = 228,3°C.

ответ : он охладился на 228,3°С.

окончательная температура :

tнач.-∆t1 = 800-228,3 = 571,7°С.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Первый шаг - вычислить количество тепла, которое передается от стального резца к воде в процессе охлаждения. Мы можем использовать формулу:

Q = m * c * ΔT

Где: Q - количество тепла (в джоулях) m - масса вещества (в килограммах) c - удельная теплоемкость (в джоулях на градус Цельсия для 1 килограмма вещества) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Для стали обычно используется удельная теплоемкость c = 500 Дж/(кг°C), а для воды c = 4186 Дж/(кг°C).

Масса резца m = 0.4 кг. Масса воды m = 4 кг. Начальная температура резца T1 = 820°C. Начальная температура воды T2 = 100°C.

Теперь мы можем вычислить количество тепла, которое передается от резца к воде:

Q = m_резца * c_стали * (T2 - T1) Q = 0.4 кг * 500 Дж/(кг°C) * (100°C - 820°C) Q = 0.4 кг * 500 Дж/(кг°C) * (-720°C) Q = -144,000 Дж

Теперь мы знаем, что 144,000 Дж тепла передаются от резца к воде. Чтобы найти конечную температуру резца, мы можем использовать ту же формулу и решить ее относительно ΔT:

Q = m_резца * c_стали * ΔT

-144,000 Дж = 0.4 кг * 500 Дж/(кг*°C) * ΔT

Теперь делим обе стороны на (0.4 кг * 500 Дж/(кг*°C)):

ΔT = -144,000 Дж / (0.4 кг * 500 Дж/(кг*°C)) ΔT = -720°C

Таким образом, резец охладился до температуры T1 - ΔT:

Tконечная = T1 - ΔT Tконечная = 820°C - (-720°C) Tконечная = 820°C + 720°C Tконечная = 1540°C

Итак, резец охладился до температуры около 1540°C.