Похожие вопросы
2025-08-30 14:05:47
В пустом стальном чайнике массой 450 г, который имеет температуру 22°C, налили 250 г кипятка. Какую температуру можно ожидать в чайнике после установления теплового равновесия? Удельная теплоемкость стали составляет 500 Дж/кг·°C, а воды — 4200 Дж/кг·°C. Округлите ответ до целого числа.
Физика 8 класс Теплопередача и тепловое равновесие тепловое равновесие температура удельная теплоёмкость стальной чайник кипяток физика 8 класс
2025-08-30 14:05:58
Чтобы найти температуру в чайнике после установления теплового равновесия, воспользуемся законом сохранения энергии. Это значит, что тепло, потерянное горячей водой, будет равно теплу, полученному чайником.
Обозначим:
- m1 = 0,25 кг (масса воды)
- c1 = 4200 Дж/кг·°C (удельная теплоемкость воды)
- T1 = 100°C (начальная температура воды)
- m2 = 0,45 кг (масса чайника)
- c2 = 500 Дж/кг·°C (удельная теплоемкость стали)
- T2 = 22°C (начальная температура чайника)
- T = ? (конечная температура после теплового равновесия)
По закону сохранения энергии:
- Тепло, потерянное водой: Q1 = m1 * c1 * (T1 - T)
- Тепло, полученное чайником: Q2 = m2 * c2 * (T - T2)
При установлении теплового равновесия:
Q1 = Q2
Подставим значения в уравнение:
m1 * c1 * (T1 - T) = m2 * c2 * (T - T2)
Теперь подставим известные значения:
0,25 * 4200 * (100 - T) = 0,45 * 500 * (T - 22)
Упростим уравнение:
1050 * (100 - T) = 225 * (T - 22)
Раскроем скобки:
105000 - 1050T = 225T - 4950
Соберем все T на одной стороне и числа на другой:
105000 + 4950 = 225T + 1050T
109950 = 1275T
Теперь найдем T:
T = 109950 / 1275 ≈ 86.3°C
Округляя до целого числа, получаем:
T ≈ 86°CТаким образом, можно ожидать, что температура в чайнике после установления теплового равновесия составит примерно 86°C.