В алюминиевом калориметре массой 100 грамм находится керосин массой 250 грамм при температуре 80 градусов Цельсия. В керосин поместили свинцовый шарик массой 300 грамм, температура которого изначально 20 градусов Цельсия. Какова будет температура всех тел после того, как установится тепловое равновесие, если внешняя среда в теплообмене не участвует?

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс калориметр алюминий керосин свинцовый шарик температура тепловое равновесие теплообмен задачи по физике термодинамика Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения энергии, который гласит, что сумма теплоты, полученной одними телами, равна сумме теплоты, отданной другими телами. В данном случае у нас есть алюминиевый калориметр, керосин и свинцовый шарик.

Шаг 1: Определим данные задачи.

• Масса алюминиевого калориметра (m1) = 100 г = 0,1 кг
• Масса керосина (m2) = 250 г = 0,25 кг
• Температура керосина (T2) = 80 °C
• Масса свинцового шарика (m3) = 300 г = 0,3 кг
• Температура свинцового шарика (T3) = 20 °C
• Температура калориметра (T1) = 80 °C (так как он находится в керосине)

Шаг 2: Определим теплоемкости.

• Теплоемкость алюминия (с1) ≈ 900 Дж/(кг·°C)
• Теплоемкость керосина (с2) ≈ 2000 Дж/(кг·°C)
• Теплоемкость свинца (с3) ≈ 128 Дж/(кг·°C)

Шаг 3: Запишем уравнение теплового равновесия.

При установлении теплового равновесия теплота, отданная свинцовым шариком, равна сумме теплоты, полученной алюминиевым калориметром и керосином:

m3 * с3 * (T3 - T) = m1 * c1 * (T - T1) + m2 * c2 * (T - T2)

Подставим известные значения:

0,3 * 128 * (20 - T) = 0,1 * 900 * (T - 80) + 0,25 * 2000 * (T - 80)

Шаг 4: Упростим уравнение.

Сначала упростим левую часть:

0,3 * 128 * (20 - T) = 38,4 * (20 - T)

Теперь упростим правую часть:

0,1 * 900 * (T - 80) = 90 * (T - 80)

0,25 * 2000 * (T - 80) = 500 * (T - 80)

Сложим правую часть:

90 * (T - 80) + 500 * (T - 80) = 590 * (T - 80)

Теперь у нас есть уравнение:

38,4 * (20 - T) = 590 * (T - 80)

Шаг 5: Решим уравнение.

Раскроем скобки:

38,4 * 20 - 38,4 * T = 590 * T - 590 * 80

768 - 38,4 * T = 590 * T - 47200

Соберем все T в одну сторону:

768 + 47200 = 590 * T + 38,4 * T

47968 = 628,4 * T

Теперь найдем T:

T = 47968 / 628,4 ≈ 76,3 °C

Ответ: Температура всех тел после установления теплового равновесия составит примерно 76,3 °C.