Question

1) Металеву кулю масою 900г, нагріту до температури 155°С, опустили посудину з 3 л води, температура якої була 10°С . У результаті теплообміну встановилась температура 15°С . З якого металу зроблена куля? Нагріванням посудини знехтувати. 2) У холодну воду масою 0,8 кг долили окріп масою 0,2 кг. Температура отриманої суміші дорівнює 40°С. Визначте температуру холодної води до її нагрівання. Тепловими втратами знехтувати.Дуже треба будь ласка ​

Answer 1

Ответ:

1)Тепло, переданное от шара к воде, можно выразить как:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1
Тепло, поглощенное водой, можно выразить как:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2
Шар нагревается от температуры 155°C до 15°C, то есть ΔT1 = 155°C - 15°C = 140°C.

Вода начинает охлаждаться от температуры 10°C до 15°C, то есть ΔT2 = 15°C - 10°C = 5°C.
Масса шара m1 = 900 г = 0,9 кг.

Масса воды m2 можно найти из уравнения массы:

m1 * ΔT1 = m2 * ΔT2

0,9 кг * 140°C = m2 * 5°C

m2 = (0,9 кг * 140°C) / 5°C = 25,2 кг
Q1=-Q2
m1 * c1 * ΔT1 = -m2 * c2 * ΔT2

0,9 кг * c1 * 140°C = -25,2 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 5°C

Найдем с1
c1 = (-25,2 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 5°C) / (0,9 кг * 140°C)

c1 ≈ -0,119 Дж/(г°C)
Удельная теплоемкость материала шара (c1) получилась отрицательной, что говорит о том, что шар не является обычным металлом, так как у металлов удельная теплоемкость положительна. Вероятно, это какой-то другой материал, например, пластик или дерево.
2)Q1 (тепло от горячей воды) = -Q2 (тепло, поглощаемое холодной водой)

Масса горячей воды m1 = 0,8 кг, масса кипятка m2 = 0,2 кг. Удельная теплоемкость воды c2 = 4,186 Дж/(г°C).
Q1 = m1 * c2 * ΔT1

Q2 = m2 * c2 * ΔT2
Согласно закону сохранения тепла:

Q1 = -Q2

m1 * c2 * ΔT1 = -m2 * c2 * ΔT2

0,8 кг * 4,186 Дж/(г°C) * (T - 100°C) = -0,2 кг * 4,186 Дж/(г°C) * (T - 0°C)
Найдем и решим Т:
0,8 кг * 4,186 Дж/(г°C) * (T - 100°C) = -0,2 кг * 4,186 Дж/(г°C) * T
(1 кг * 4,186 Дж/(г°C)) * T = 0,8 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 100°C
4,186 Дж/°C * T = 335,2 Дж/°C

T = 335,2 Дж/°C / 4,186 Дж/°C ≈ 80°C
Температура холодной воды до ее нагревания составляет примерно 80°C.

Объяснение:

Answer 2

1) Для розв'язання цієї задачі використаємо рівняння теплового балансу.

За рівнянням теплового балансу виражається, що сума теплових енергій, які передаються системою, дорівнює сумі теплових енергій, які отримуються системою.

У цій задачі ми маємо тепловий обмін між металевою кулею і водою. Передача теплоти відбувається через теплообмінник.

Теплообмінник – це система, призначена для передачі теплової енергії від однієї речовини до іншої без прямого контакту цих речовин. У нашій задачі теплообмінник – це посудина з водою.

Виражаємо тепловий баланс для даної задачі:

маса_металевої_кулі * теплоємність_металевої_кулі * (температура_після_теплообміну - початкова_температура_металевої_кулі) = маса_води * теплоємність_води * (початкова_температура_води - температура_після_теплообміну)

Підставляємо відомі значення:

900г * теплоємність_металевої_кулі * (15°С - 155°С) = 3л * 1кг/л * теплоємність_води * (10°С - 15°С)

У рівнянні теплоємність металевої кулі та води використовується в одиницях kJ/°C.

Розрахуємо теплоємність кулі та води за відомими формулами:

теплоємність_металевої_кулі = маса_металевої_кулі * теплоємність_металу теплоємність_води = маса_води * теплоємність_води_1_гр

Підставляємо значення в рівняння:

900г * (теплоємність_металу * (15°С - 155°С)) = 3л * 1000г/л * 4.18кДж/°C * (10°С - 15°С)

Перетворюємо одиниці:

900г * (теплоємність_металу * (-140°С)) = 3000г * 4.18кДж/°C * (-5°С)

900г * (теплоємність_металу * 140°С) = 3000г * 4.18кДж/°C * 5°С

теплоємність_металу = (3000г * 4.18кДж/°C * 5°С) / (900г * 140°С)

теплоємність_металу ≈ 0.0437кДж/°C

Тепер можемо визначити, з якого металу зроблена куля. Використаємо таблицю теплоємності речовин і знайдемо метал, у якого теплоємність близька до отриманого значення.

2) Для розв'язання цієї задачі також використаємо рівняння теплового балансу.

Тепло, яке передається системою, дорівнює теплу, яке отримує система.

У цій задачі ми маємо тепловий обмін між холодною водою і доданим окуром. Передача теплоти відбувається через теплообмінник.

Виразимо тепловий баланс для даної задачі:

маса_води * теплоємність_води * (температура_після_теплообміну - початкова_температура_води) = маса_окру * теплоємність_окру * (початкова_температура_окру - температура_після_теплообміну)

Підставимо відомі значення:

0.8кг * теплоємність_води * (40°С - температура_холодної_води) = 0.2кг * теплоємність_окру * (початкова_температура_окру - 40°С)

Теплоємність води та окуру можна обчислити за відомими формулами:

теплоємність_води = маса_води * теплоємність_води_1_кг теплоємність_окру = маса_окру * теплоємність_окру_1_кг

Підставимо значення до рівняння:

0.8кг * 4.18кДж/°C * (40°С - температура_холодної_води) = 0.2кг * теплоємність_окру * (початкова_температура_окру - 40°С)

Розрахуємо теплоємність окуру за відомими значеннями:

теплоємність_окру = (0.8кг * 4.18кДж/°C * (40°С - температура_холодної_води)) / (0.2кг * (початкова_температура_окру - 40°С))

Тепер можна обчислити температуру холодної води до нагрівання, яка задовольняє рівняння теплового балансу.