Вопрос задан 07.01.2025 в 13:48. Предмет Физика. Спрашивает Юрків Софія.

Прошу помогите!!!Медный брусок массой 2 кг с начальной температурой 30 °С привели в контакт с другим металлическим бруском, массой 0,65 кг при температуре 100 °С. После установления теплового равновесия общая температура брусков стала равной 60 °С. Из какого металла мог быть изготовлен другой брусок?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Смирнов Артём.

Для решения задачи о нахождении материала второго бруска нужно воспользоваться законом сохранения энергии и формулой для расчета количества тепла. Поскольку теплопередача происходит между двумя телами до достижения теплового равновесия, при этом ни одно из тел не теряет энергию во внешнюю среду, мы можем считать, что количество тепла, отданное одним телом, равно количеству тепла, полученному другим.

Дано:

  1. Масса медного бруска (m₁) = 2 кг
  2. Начальная температура медного бруска (t₁₀) = 30 °С
  3. Масса второго бруска (m₂) = 0,65 кг
  4. Начальная температура второго бруска (t₂₀) = 100 °С
  5. Температура теплового равновесия (t) = 60 °С
  6. Удельная теплоемкость меди (c₁) = 390 Дж/(кг·°С)

Нужно найти удельную теплоемкость второго бруска (c₂), чтобы затем предположить материал.

Решение:

  1. Выражаем количество тепла, которое отдает второй брусок, охлаждаясь до температуры равновесия:

    Q2=m2c2(t20t)Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot (t₂₀ - t)
  2. Выражаем количество тепла, которое получает медный брусок, нагреваясь до температуры равновесия:

    Q1=m1c1(tt10)Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot (t - t₁₀)
  3. Поскольку теплота, отданная одним телом, равна теплоте, полученной другим телом, запишем уравнение:

    m2c2(t20t)=m1c1(tt10)m_2 \cdot c_2 \cdot (t₂₀ - t) = m_1 \cdot c_1 \cdot (t - t₁₀)
  4. Подставим все известные значения:

    0,65c2(10060)=2390(6030)0{,}65 \cdot c_2 \cdot (100 - 60) = 2 \cdot 390 \cdot (60 - 30)
  5. Упростим уравнение:

    0,65c240=2390300{,}65 \cdot c_2 \cdot 40 = 2 \cdot 390 \cdot 30
  6. Посчитаем правую часть уравнения:

    239030=234002 \cdot 390 \cdot 30 = 23400

    Теперь у нас уравнение:

    0,65c240=234000{,}65 \cdot c_2 \cdot 40 = 23400
  7. Найдем c2c_2:

    c2=234000,6540c_2 = \frac{23400}{0{,}65 \cdot 40}
  8. Решив это выражение, получим:

    c2900Дж/(кг\cdotp°С)c_2 \approx 900 \, \text{Дж/(кг·°С)}

Ответ:

Удельная теплоемкость второго бруска получилась приблизительно равной 900 Дж/(кг·°С). Этот показатель теплоемкости близок к удельной теплоемкости алюминия, которая составляет 900 Дж/(кг·°С).

Таким образом, можно сделать вывод, что второй брусок, вероятнее всего, изготовлен из алюминия.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос