Question

В стакан с водой массой 0,5 кг с температурой 10 градусов бросили кусок стали массой 1 кг с температурой 40 градусов. Какая температура установится в стакане? Массой и темплоемкостью стакана пренебрегите. Удельная теплоемкость воды 4200 дж/кг * градусы. Удельная теплоемкость стали 500 дж/кг * градусы. Ответ округлите до целого значения

Answer 1

Ответ:

масса воды относится к массе льда как 1,75 к 1

Объяснение:

Если масса не меняется, то итоговая температура должна быть 0 градусов, 

пусть масса льда 1 кг

Q = cmΔt = 2100 * 1 * 35 = 73500 Дж, энергия для того чтобы нагреть лёд от -35, до нуля 

 воду нужно довести от 10 градусов до нуля 

масса - ? 

нужно учитывать, что температуру для нагревания лёд берёт из воды

73500 = cmΔt = 4200 * m * 10 

тогда масса равна...... 

m =  Q / cΔt = 73500 / 4200 * 10 = 1,75 кг 

значит льда нужно взять 1 кг при температуре -35, а воды 1,75 кг при температуре +10, чтобы температура в калориметре стала 0 градусов - всё подходит 

масса воды относится к массе льда как 1,75 к 1

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения энергии. Энергия, передаваемая от стали к воде, будет равной энергии, поглощенной водой.

Масса стали (m1) = 1 кг Температура стали (T1) = 40°C = 40 градусов

Масса воды (m2) = 0,5 кг Температура воды (T2) = 10°C = 10 градусов

Удельная теплоемкость стали (c1) = 500 Дж/кг * градус Удельная теплоемкость воды (c2) = 4200 Дж/кг * градус

Энергия, переданная от стали к воде: Q = m1 * c1 * (Tf - T1)

Энергия, поглощенная водой: Q = m2 * c2 * (Tf - T2)

Поскольку эти два выражения равны, можно приравнять их друг к другу:

m1 * c1 * (Tf - T1) = m2 * c2 * (Tf - T2)

Решим это уравнение относительно Tf (температура в стакане):

Tf - T1 = (m2 * c2 * (Tf - T2)) / (m1 * c1)

Tf - 40 = (0,5 кг * 4200 Дж/кг * градус * (Tf - 10)) / (1 кг * 500 Дж/кг * градус)

Теперь решим уравнение:

Tf - 40 = (2100 * Tf - 21000) / 500

Умножим обе стороны на 500:

500 * Tf - 20000 = 2100 * Tf - 21000

Переносим все, что содержит Tf, на одну сторону, а константы на другую:

2100 * Tf - 500 * Tf = 21000 - 20000 1600 * Tf = 1000 Tf = 1000 / 1600 Tf = 0,625

Теперь переведем температуру в градусы Цельсия:

Tf = 0,625 * 100 = 62,5°C

Ответ: Температура в стакане установится около 62°C (округлено до целого значения).