Question

В воду массой 300 г, температура которой 10°С, опускают гири при температуре 100°С. Конечная температура стала 31°С. Из чего сделаны гири? Тепловыми потерями пренебречь.

Answer 1

Вот решение 
надеюсь поймёте!!

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения теплоты (первый закон термодинамики). Этот закон утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно сумме теплового воздействия и работы, совершенной над системой:

ΔU = Q - W

Где: ΔU - изменение внутренней энергии системы, Q - тепловое воздействие (передача тепла), W - работа, совершенная над системой.

В данном случае системой является вода и гири.

1. Вычислим изменение внутренней энергии воды:

ΔU_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды

Где: m_воды - масса воды (300 г), c_воды - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г°C), ΔT_воды - изменение температуры воды (конечная температура - начальная температура = 31°C - 10°C = 21°C).

ΔU_воды = 300 г * 4,186 Дж/г°C * 21°C = 2633,94 Дж

2. Теперь вычислим работу, совершенную над системой. Гири опускаются, следовательно, работа совершается против силы тяжести:

W = m_гири * g * h

Где: m_гири - масса гирь, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), h - высота, на которую опустили гири.

3. Тепловые потери пренебрегаем, поэтому всё тепловое воздействие идет только на нагрев воды и на поднятие гирь.

Теперь у нас есть два уравнения:

1. ΔU_воды = Q - W
2. W = m_гири * g * h

Мы можем выразить Q из первого уравнения:

Q = ΔU_воды + W

Теперь мы можем подставить значение ΔU_воды и выразить массу гирь m_гири:

Q = 2633,94 Дж + (m_гири * g * h)

Мы знаем, что конечная температура воды составляет 31°C. Это означает, что вся теплота, переданная воде, привела её температуру до 31°C. Мы можем использовать формулу для вычисления теплового воздействия на воду:

Q = m_воды * c_воды * ΔT_воды

Q = 300 г * 4,186 Дж/г°C * (31°C - 10°C) = 25020 Дж

Теперь мы можем подставить это значение в уравнение для Q:

25020 Дж = 2633,94 Дж + (m_гири * 9,8 м/с² * h)

Теперь нам нужно найти массу гирь m_гири. Для этого мы можем решить уравнение относительно m_гири:

m_гири * 9,8 м/с² * h = 25020 Дж - 2633,94 Дж

m_гири * 9,8 м/с² * h = 22386,06 Дж

Теперь давайте найдем значение массы гирь m_гири:

m_гири = 22386,06 Дж / (9,8 м/с² * h)

Теперь вам нужно знать высоту, на которую опустили гири (h), чтобы вычислить массу гирь (m_гири).