Вопрос задан 11.01.2025 в 11:15. Предмет Физика. Спрашивает Мальцев Андрей.

Нагрітий у печі сталевий брусок масою 200г занурили у воду масою 250г за температури 15 градусів . Температура води підвищилася до 25 градусів. Обчисліть температуру печі

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Мельникова Виола.

Щоб знайти температуру печі, у якій був нагрітий сталевий брусок, потрібно скористатися принципом теплового балансу. Згідно з цим принципом, тепло, яке віддає нагрітий брусок, дорівнює теплу, яке отримує вода.

Дано:

  • Маса сталевого бруска mсталь=200 г=0,2 кгm_{\text{сталь}} = 200 \, \text{г} = 0{,}2 \, \text{кг}
  • Маса води mвода=250 г=0,25 кгm_{\text{вода}} = 250 \, \text{г} = 0{,}25 \, \text{кг}
  • Початкова температура води tвода початкова=15∘Ct_{\text{вода початкова}} = 15^\circ \text{C}
  • Кінцева температура води (а також бруска, коли він досяг теплової рівноваги) tкінцева=25∘Ct_{\text{кінцева}} = 25^\circ \text{C}
  • Питома теплоємність води cвода=4200 Дж/(кг⋅°C)c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}
  • Питома теплоємність сталі cсталь=460 Дж/(кг⋅°C)c_{\text{сталь}} = 460 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}

Позначимо температуру печі, яку нам потрібно знайти, як tпечіt_{\text{печі}}.

Крок 1: Записуємо рівняння теплового балансу

Суть теплового балансу полягає в тому, що теплота, віддана сталевим бруском, дорівнює теплоті, отриманій водою:

Qвіддана сталь=Qотримана водаQ_{\text{віддана сталь}} = Q_{\text{отримана вода}}

Крок 2: Виразимо кількість теплоти для кожного тіла

Для сталевого бруска:

Qсталь=mсталь⋅cсталь⋅(tпечі−tкінцева)Q_{\text{сталь}} = m_{\text{сталь}} \cdot c_{\text{сталь}} \cdot (t_{\text{печі}} - t_{\text{кінцева}})

Для води:

Qвода=mвода⋅cвода⋅(tкінцева−tвода початкова)Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{кінцева}} - t_{\text{вода початкова}})

Крок 3: Прирівнюємо ці рівняння

Оскільки Qсталь=QводаQ_{\text{сталь}} = Q_{\text{вода}}, маємо:

mсталь⋅cсталь⋅(tпечі−tкінцева)=mвода⋅cвода⋅(tкінцева−tвода початкова)m_{\text{сталь}} \cdot c_{\text{сталь}} \cdot (t_{\text{печі}} - t_{\text{кінцева}}) = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (t_{\text{кінцева}} - t_{\text{вода початкова}})

Крок 4: Підставимо всі відомі значення

0,2⋅460⋅(tпечі−25)=0,25⋅4200⋅(25−15)0{,}2 \cdot 460 \cdot (t_{\text{печі}} - 25) = 0{,}25 \cdot 4200 \cdot (25 - 15)

Розв'яжемо вираз для правої частини:

0,25⋅4200⋅10=10500 Дж0{,}25 \cdot 4200 \cdot 10 = 10500 \, \text{Дж}

Після цього рівняння стає:

92⋅(tпечі−25)=1050092 \cdot (t_{\text{печі}} - 25) = 10500

Крок 5: Розв'язуємо рівняння для tпечіt_{\text{печі}}

Розділимо обидві частини на 92:

tпечі−25=1050092t_{\text{печі}} - 25 = \frac{10500}{92} tпечі−25≈114,13t_{\text{печі}} - 25 \approx 114{,}13

Додаємо 25 до обох частин:

tпечі≈139,13t_{\text{печі}} \approx 139{,}13

Відповідь

Температура печі приблизно дорівнює 139,13∘C139{,}13^\circ \text{C}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос