Вопрос задан 05.03.2026 в 14:59. Предмет Физика. Спрашивает Моисеевич Алексей.

В 200 г воды при температуре 20 градусов помещают железную деталь массой 300 грамм, имеющую температуру 10 градусов, и медную пластинку массой 400 грамм при температуре 25 градусов. Найти установившуюся температуру.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Рябинина Мария.

Для нахождения установившейся температуры, используем закон сохранения энергии. Суть его заключается в том, что сумма тепла, переданного от более горячих тел к менее горячим, должна быть равна нулю, если не происходит потерь энергии в окружающую среду. В данном случае тепло передается между водой, железной деталью и медной пластинкой, пока они не достигнут одной температуры.

Для решения задачи будем использовать формулу для тепла:

Q=mcΔTQ = mc\Delta T

где:

  • QQ — количество теплоты, переданное телом,

  • mm — масса тела,

  • cc — удельная теплоемкость материала,

  • ΔT\Delta T — изменение температуры.

Заданные данные:

  • масса воды mвода=200 гm_{\text{вода}} = 200 \, \text{г},

  • удельная теплоемкость воды cвода=4,18 Дж/г∘Cc_{\text{вода}} = 4,18 \, \text{Дж/г}^\circ \text{C},

  • начальная температура воды Tвода=20∘CT_{\text{вода}} = 20^\circ \text{C},

  • масса железа mжелезо=300 гm_{\text{железо}} = 300 \, \text{г},

  • удельная теплоемкость железа cжелезо=0,46 Дж/г∘Cc_{\text{железо}} = 0,46 \, \text{Дж/г}^\circ \text{C},

  • начальная температура железа Tжелезо=10∘CT_{\text{железо}} = 10^\circ \text{C},

  • масса меди mмедь=400 гm_{\text{медь}} = 400 \, \text{г},

  • удельная теплоемкость меди cмедь=0,39 Дж/г∘Cc_{\text{медь}} = 0,39 \, \text{Дж/г}^\circ \text{C},

  • начальная температура меди Tмедь=25∘CT_{\text{медь}} = 25^\circ \text{C}.

Пусть установившаяся температура — это TустановT_{\text{установ}}. Составим уравнение для теплового баланса:

mводаcвода(Tустанов−Tвода)+mжелезоcжелезо(Tустанов−Tжелезо)+mмедьcмедь(Tустанов−Tмедь)=0m_{\text{вода}} c_{\text{вода}} (T_{\text{установ}} - T_{\text{вода}}) + m_{\text{железо}} c_{\text{железо}} (T_{\text{установ}} - T_{\text{железо}}) + m_{\text{медь}} c_{\text{медь}} (T_{\text{установ}} - T_{\text{медь}}) = 0

Подставим все известные значения:

200×4,18×(Tустанов−20)+300×0,46×(Tустанов−10)+400×0,39×(Tустанов−25)=0200 \times 4,18 \times (T_{\text{установ}} - 20) + 300 \times 0,46 \times (T_{\text{установ}} - 10) + 400 \times 0,39 \times (T_{\text{установ}} - 25) = 0

Раскроем скобки и упростим выражение:

836(Tустанов−20)+138(Tустанов−10)+156(Tустанов−25)=0836 (T_{\text{установ}} - 20) + 138 (T_{\text{установ}} - 10) + 156 (T_{\text{установ}} - 25) = 0

Теперь распределим множители:

836Tустанов−16720+138Tустанов−1380+156Tустанов−3900=0836 T_{\text{установ}} - 16720 + 138 T_{\text{установ}} - 1380 + 156 T_{\text{установ}} - 3900 = 0

Соберем все члены с TустановT_{\text{установ}} в одной части и постоянные в другой:

(836+138+156)Tустанов=16720+1380+3900(836 + 138 + 156) T_{\text{установ}} = 16720 + 1380 + 3900 1130Tустанов=219001130 T_{\text{установ}} = 21900

Теперь найдем TустановT_{\text{установ}}:

Tустанов=219001130≈19,4∘CT_{\text{установ}} = \frac{21900}{1130} \approx 19,4^\circ \text{C}

Таким образом, установившаяся температура системы составит примерно 19,4∘C19,4^\circ \text{C}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос