В алюминиевом калориметре массой 100 грамм находится керосин массой 250 грамм при температуре 80 градусов Цельсия. В керосин поместили свинцовый шарик, массой 300 грамм. Начальная температура шарика 20 градусов Цельсия. Какова температура тел после установления теплового равновесия, если внешняя среда в теплообмене не участвует?

Физика 8 класс Теплопередача и тепловое равновесие физика 8 класс калориметр алюминиевый калориметр керосин свинцовый шарик температура тепловое равновесие теплопередача задача по физике теплообмен температура тел масса начальная температура уравнение теплового баланса Новый

Для решения задачи о тепловом равновесии необходимо использовать закон сохранения энергии, который в данном случае гласит, что сумма теплот, полученных и отданных телами в системе, равна нулю. Это означает, что количество теплоты, отданное более горячими телами, равно количеству теплоты, полученному более холодными телами.

В нашей задаче участвуют три тела: алюминиевый калориметр, керосин и свинцовый шарик. Задача состоит в том, чтобы найти конечную температуру системы после установления теплового равновесия.

1. Запишем уравнение теплового баланса:

Теплота, отданная керосином и калориметром, равна теплоте, полученной свинцовым шариком:

• Q_{керосин} + Q_{калориметр} = Q_шарик

2. Выразим количество теплоты для каждого из тел:

• Q = c * m * (T_{конечная} - T_{начальная})

где c — удельная теплоемкость вещества, m — масса, T — температура.

Для каждого из тел:

• Керосин: Q_{керосин} = c_{керосин} * m_{керосин} * (T_{конечная} - 80)
• Калориметр (алюминий): Q_{калориметр} = c_{алюминий} * m_{калориметр} * (T_{конечная} - 80)
• Свинцовый шарик: Q_шарик = c_свинец * m_шарик * (T_{конечная} - 20)

3. Подставим известные значения и решим уравнение:

Из таблиц теплоемкостей веществ берем:

• c_{керосин} ≈ 2.1 Дж/(г*°C)
• c_{алюминий} ≈ 0.9 Дж/(г*°C)
• c_свинец ≈ 0.13 Дж/(г*°C)

Уравнение теплового баланса будет выглядеть так:

• 2.1 * 250 * (T_{конечная} - 80) + 0.9 * 100 * (T_{конечная} - 80) = 0.13 * 300 * (T_{конечная} - 20)

4. Решим уравнение:

Раскроем скобки и приведем подобные:

• 525 * (T_{конечная} - 80) + 90 * (T_{конечная} - 80) = 39 * (T_{конечная} - 20)

615 * T_{конечная} - 49200 + 7200 = 39 * T_{конечная} - 780

615 * T_{конечная} - 42000 = 39 * T_{конечная} - 780

615 * T_{конечная} - 39 * T_{конечная} = 42000 - 780

576 * T_{конечная} = 41220

T_{конечная} ≈ 71.6°C

5. Ответ:

Температура тел после установления теплового равновесия будет приблизительно 71.6°C.