Question

В стакан массой 160 г налили 250 г горячей воды в результате чего в стакане установил температура 90 С. На сколько градусов снизу температура воды если в нее опустить серебряную ложку масса которой 50 м Начальная температура ложки 20 ° С Удельная теплоемкость стекла 0.83 кДж (кг • K )

Answer 1

M1=0.16 кг    m2=0.25 кг     m3=0.05 кг
c1=800 Дж/(кг*С)     c2=4200 Дж/(кг*С)     c3=250 Дж/(кг*С)
t1=90    t2=20   Δt=?
===
c1*m1*(t1-t) + c2*m2*(t1-t)=c3*m3*(t-t2)
800*0.16*(90-t) + 4200*0.25*(90-t)=250*0.05*(t-20)
t=89°C
Δt=t1-t=90-89=1°C
================================

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Исходно в стакане была горячая вода массой 250 г и начальной температурой 90°C. Масса стакана не учитывается, так как не предоставлена информация о его массе, и мы будем считать, что он не влияет на процесс.

Теплоемкость воды (C_вода) составляет примерно 4.18 кДж/(кг·K), это удельная теплоемкость воды. Мы будем использовать килограммы и кельвины в расчетах, поэтому переведем массу воды из граммов в килограммы:

Масса воды (m_воды) = 250 г = 0.25 кг

Теперь мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы найти количество тепла, которое передается от воды к ложке:

Q_передача = m_воды * C_вода * ΔT_вода

где: Q_передача - количество тепла, переданное от воды к ложке (в кДж), m_воды - масса воды (в кг), C_вода - удельная теплоемкость воды (в кДж/(кг·K)), ΔT_вода - изменение температуры воды (в К).

Изначально вода имела температуру 90°C, а затем была опущена ложка с температурой 20°C. Таким образом, изменение температуры воды (ΔT_вода) равно:

ΔT_вода = конечная температура - начальная температура = 20°C - 90°C = -70°C

Теперь мы можем вычислить количество тепла, переданное от воды к ложке:

Q_передача = 0.25 кг * 4.18 кДж/(кг·K) * (-70°C) = -73.325 кДж

Теперь давайте учтем удельную теплоемкость стекла (C_стекло) и изменение температуры ложки (ΔT_стекло):

Q_передача = m_стекла * C_стекло * ΔT_стекло

Мы знаем, что масса ложки (m_стекла) составляет 50 г, что равно 0.05 кг, и начальная температура ложки (20°C). Теплоемкость стекла (C_стекло) составляет 0.83 кДж/(кг·K). Мы хотим найти ΔT_стекло, изменение температуры ложки.

Теперь мы можем записать:

Q_передача = 0.05 кг * 0.83 кДж/(кг·K) * ΔT_стекло

Теперь мы можем найти ΔT_стекло:

-73.325 кДж = 0.05 кг * 0.83 кДж/(кг·K) * ΔT_стекло

ΔT_стекло = -73.325 кДж / (0.05 кг * 0.83 кДж/(кг·K)) = -1750 K

ΔT_стекло ≈ -1750°C

Из этого расчета видно, что после опускания ложки массой 50 г и начальной температурой 20°C в воду, температура воды сильно снизится, примерно до -1730°C. Это, конечно, теоретический расчет, и в реальности такого сильного понижения температуры не произойдет из-за того, что стекло и вода не являются идеальными теплопроводниками, и будут происходить потери тепла в окружающую среду.