Какова температура, которая установится в сосуде, если нагретый до 70°С кусок меди массой 2 кг опускают в сосуд с водой массой 4 кг при начальной температуре воды 20°C? Удельная теплоемкость меди составляет 380 Дж/(кг.К), а удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг.К). Потери тепла малы. Пожалуйста, предоставьте полное решение.

Физика 9 класс Теплопередача и теплообмен температура в сосуде нагретый кусок меди масса меди 2 кг масса воды 4 кг начальная температура воды удельная теплоемкость меди удельная теплоемкость воды решение задачи по физике Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что теплота, переданная от одного тела к другому, равна теплоте, полученной другим телом. В данном случае, тепло, теряемое медью, равно теплу, которое получает вода.

Обозначим:

• m1 - масса меди = 2 кг
• c1 - удельная теплоемкость меди = 380 Дж/(кг·К)
• T1 - начальная температура меди = 70°C
• m2 - масса воды = 4 кг
• c2 - удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг·К)
• T2 - начальная температура воды = 20°C
• T - конечная температура системы (температура, которую мы хотим найти)

Согласно закону сохранения энергии:

Тепло, отданное медью = Тепло, полученное водой

Это можно записать в виде уравнения:

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

Теперь подставим известные значения:

2 * 380 * (70 - T) = 4 * 4200 * (T - 20)

Упростим выражение:

760 * (70 - T) = 16800 * (T - 20)

Раскроем скобки:

53200 - 760T = 16800T - 336000

Теперь соберем все T в одну сторону:

53200 + 336000 = 16800T + 760T

389200 = 17560T

Теперь найдем T:

T = 389200 / 17560

T ≈ 22.19°C

Таким образом, конечная температура, которая установится в сосуде, составляет примерно 22.2°C.