В воду массой 5 кг, взятую при температуре 7 градусов Цельсия, погрузили кусок железа, нагретый до 540 градусов Цельсия. Какова масса железа, если температура смеси стала равной 40 градусам Цельсия?
Физика 11 класс Теплообмен физика 11 класс теплообмен температура смеси масса железа вода температура воды нагретый металл уравнение тепла задача по физике Теплоёмкость термодинамика Новый
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения энергии. В нашем случае теплота, которую теряет горячее тело (железо), равна теплоте, которую получает холодное тело (вода).
Сначала запишем формулы для теплоты:
Здесь:
Теперь подставим известные значения в уравнение сохранения энергии:
Q_железо = Q_вода
Подставляем формулы:
m_железо c_железо (T_нач_железо - T_кон) = m_вода c_вода (T_кон - T_нач_вода
Теперь подставим известные значения:
m_железо 460 (540 - 40) = 5 4200 (40 - 7)
Сначала посчитаем разности температур:
Подставляем эти значения:
m_железо 460 500 = 5 4200 33
Теперь посчитаем правую часть уравнения:
Теперь у нас есть уравнение:
m_железо * 230000 = 693000
Теперь найдем массу железа:
m_железо = 693000 / 230000
Приблизительно:
m_железо ≈ 3,01 кг.
Таким образом, масса железа составляет примерно 3,01 кг.