В ведре находилось 10 литров воды при температуре 5 градусов. Для охлаждения в воду поместили тело из неизвестного металла, начальная температура которого была 30 градусов. После извлечения температура тела составила 12 градусов, а температура воды поднялась до 8 градусов. Сколько джоулей потребуется для нагревания этого тела на 6 градусов?
Запишите число:
Физика 11 класс Теплопередача и теплообмен
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения энергии и формулу для расчета количества теплоты, которая передается от одного тела к другому.
Шаг 1: Определяем количество теплоты, переданное от тела к воде.
Известно, что температура тела изменялась от 30 градусов до 12 градусов, а температура воды увеличилась с 5 градусов до 8 градусов. Таким образом, тело отдало тепло воде.
Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:
Q = m * c * ΔT
Для тела:
Для воды:
Шаг 2: Записываем уравнение теплового баланса.
Количество теплоты, отданное телом, равно количеству теплоты, полученному водой:
m * c * (30 - 12) = V * ρ * c_в * (8 - 5),
где:
Теперь подставим известные значения:
m * c * 18 = 0.01 * 1000 * 4186 * 3.
Следовательно:
m * c * 18 = 125580 Дж.
Шаг 3: Определяем, сколько джоулей потребуется для нагревания тела на 6 градусов.
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева тела на 6 градусов:
Q_н = m * c * ΔT_н,
где ΔT_н = 6 градусов.
Мы уже знаем, что m * c = 125580 / 18.
Таким образом:
Q_н = (125580 / 18) * 6.
Теперь вычислим:
Q_н = 125580 / 18 = 6976.67 Дж/градус.
Q_н = 6976.67 * 6 = 41860 Дж.
Ответ: 41860 джоулей.