В стакан с горячей водой, имеющей температуру 90°С, опустили серебряную ложку массой 240 г. Какова будет конечная температура в стакане, если масса воды составляет 200 г, а начальная температура ложки равна 15°С? При этом пренебречь теплообменом с окружающим воздухом.

Дано:

• Температура воды (Tвода) = 90°С
• Масса воды (mвода) = 200 г
• Температура ложки (Tложка) = 15°С
• Масса ложки (mложка) = 240 г

Решение:

1. Сначала найдем, как изменится температура воды и ложки после их взаимодействия.
2. Используем закон сохранения энергии: тепло, отданное водой, равно теплу, полученному ложкой.
3. Запишем уравнение: mвода * cвода * (Tвода - Tфин) = mложка * clожка * (Tфин - Tложка), где Tфин - конечная температура.
4. Решим уравнение для нахождения Tфин.

65 баллов!

Физика 8 класс Теплообмен и теплоёмкость конечная температура теплообмен закон сохранения энергии физика 8 класс температура воды масса ложки теплоотдача расчет температуры взаимодействие тел Теплоёмкость Новый

Для решения задачи начнем с понимания, что при взаимодействии горячей воды и холодной ложки произойдет теплообмен, в результате которого температура воды и ложки выровняется до некоторого конечного значения, которое мы обозначим как Tфин.

Согласно закону сохранения энергии, количество тепла, отданного горячей водой, будет равно количеству тепла, полученному холодной ложкой. Это можно записать в виде уравнения:

mвода * cвода * (Tвода - Tфин) = mложка * clожка * (Tфин - Tложка)

Где:

• mвода - масса воды (200 г)
• cвода - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,18 Дж/(г·°С))
• Tвода - начальная температура воды (90°С)
• mложка - масса ложки (240 г)
• clожка - удельная теплоемкость серебра (приблизительно 0,24 Дж/(г·°С))
• Tложка - начальная температура ложки (15°С)
• Tфин - конечная температура, которую мы ищем.

Теперь подставим известные значения в уравнение:

200 * 4,18 * (90 - Tфин) = 240 * 0,24 * (Tфин - 15)

Упростим уравнение:

836 * (90 - Tфин) = 57,6 * (Tфин - 15)

Распределим множители:

75240 - 836 * Tфин = 57,6 * Tфин - 864

Теперь соберем все члены с Tфин с одной стороны, а числовые значения с другой:

75240 + 864 = 57,6 * Tфин + 836 * Tфин

76104 = 893,6 * Tфин

Теперь найдем Tфин, разделив обе стороны на 893,6:

Tфин = 76104 / 893,6

После вычислений получаем:

Tфин ≈ 85°С

Таким образом, конечная температура в стакане после взаимодействия горячей воды и холодной ложки составит примерно 85°С.