В пустом стальном чайнике массой 400 г, который имеет температуру 200°C, добавляют 100 г кипятка. Какую температуру можно ожидать в чайнике после смешивания?

Физика 7 класс Теплопередача и температура температура чайника смешивание воды физика 7 класс теплообмен стальной чайник кипяток расчет температуры масса чайника термодинамика физические свойства веществ Новый

Чтобы найти конечную температуру в чайнике после смешивания, мы можем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что тепло, потерянное одним телом, равно теплу, полученному другим телом. В нашем случае это означает, что тепло, которое теряет стальной чайник, будет равно теплу, которое получает кипяток.

Обозначим:

• m1 = 0.4 кг (масса чайника)
• c1 = 460 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость стали)
• T1 = 200°C (начальная температура чайника)
• m2 = 0.1 кг (масса кипятка)
• c2 = 4200 Дж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды)
• T2 = 100°C (начальная температура кипятка)
• T конечная = ? (конечная температура после смешивания)

Теперь запишем уравнение для сохранения энергии:

Тепло, потерянное чайником = Тепло, полученное кипятком

Это можно записать следующим образом:

m1 * c1 * (T1 - T конечная) = m2 * c2 * (T конечная - T2)

Теперь подставим известные значения:

0.4 * 460 * (200 - T конечная) = 0.1 * 4200 * (T конечная - 100)

Упростим уравнение:

184 * (200 - T конечная) = 420 * (T конечная - 100)

Теперь раскроем скобки:

36800 - 184 * T конечная = 420 * T конечная - 42000

Переносим все члены с T конечная на одну сторону, а постоянные на другую:

36800 + 42000 = 420 * T конечная + 184 * T конечная

78800 = 604 * T конечная

Теперь найдем T конечная:

T конечная = 78800 / 604 ≈ 130.5°C

Таким образом, после смешивания температура в чайнике будет примерно 130.5°C.