Вопрос задан 19.04.2026 в 07:01. Предмет Физика. Спрашивает Чистяков Андрей.

1) В пластмассовый стаканчик, содержащий 150 г горячего чая при температуре 90 градусов, опустили холодную стальную ложку массой 50 г и с температурой 20 градусов. Удельная теплоемкость чая...

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Тычкин Степан.

Давайте подробно разберём эту задачу как пользователь, который хочет понять физический процесс.

Мы имеем:

  • Масса чая mчай=150 г=0.15 кгm_{\text{чай}} = 150 \, \text{г} = 0.15 \, \text{кг}

  • Начальная температура чая Tчай=90∘CT_{\text{чай}} = 90^\circ \text{C}

  • Масса ложки mложка=50 г=0.05 кгm_{\text{ложка}} = 50 \, \text{г} = 0.05 \, \text{кг}

  • Начальная температура ложки Tложка=20∘CT_{\text{ложка}} = 20^\circ \text{C}

  • Удельная теплоемкость стали cсталь≈460 Дж/(кг\cdotp°C)c_{\text{сталь}} \approx 460 \, \text{Дж/(кг·°C)}

  • Удельная теплоемкость чая cчай≈4200 Дж/(кг\cdotp°C)c_{\text{чай}} \approx 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} (чай почти как вода)


1. Формула для теплообмена

Если считать, что теплообмен происходит только между чай и ложкой и потерь нет, то:

Qчай=−QложкаQ_{\text{чай}} = - Q_{\text{ложка}} mчайcчай(Tf−Tчай)+mложкаcсталь(Tf−Tложка)=0m_{\text{чай}} c_{\text{чай}} (T_f - T_{\text{чай}}) + m_{\text{ложка}} c_{\text{сталь}} (T_f - T_{\text{ложка}}) = 0

где TfT_f — конечная температура после установления теплового равновесия.


2. Подставим числа

0.15⋅4200⋅(Tf−90)+0.05⋅460⋅(Tf−20)=00.15 \cdot 4200 \cdot (T_f - 90) + 0.05 \cdot 460 \cdot (T_f - 20) = 0

Считаем каждое слагаемое:

  • Для чая: 0.15⋅4200=6300.15 \cdot 4200 = 630

  • Для ложки: 0.05⋅460=230.05 \cdot 460 = 23

Уравнение становится:

630(Tf−90)+23(Tf−20)=0630 (T_f - 90) + 23 (T_f - 20) = 0

Раскроем скобки:

630Tf−56700+23Tf−460=0630 T_f - 56700 + 23 T_f - 460 = 0 (630+23)Tf−(56700+460)=0(630 + 23) T_f - (56700 + 460) = 0 653Tf−57160=0653 T_f - 57160 = 0 Tf=57160653≈87.5∘CT_f = \frac{57160}{653} \approx 87.5^\circ \text{C}

3. Вывод

Конечная температура чая и ложки после теплового равновесия будет примерно 87.5 °C.

Таким образом, из-за большой теплоемкости чая температура изменилась совсем немного — ложка немного нагрелась, а чай остался почти горячим.

Если интересно, количество тепла, переданное ложкой, можно найти как:

Q=mложкаcсталь(Tf−Tложка)=0.05⋅460⋅(87.5−20)≈1512 ДжQ = m_{\text{ложка}} c_{\text{сталь}} (T_f - T_{\text{ложка}}) = 0.05 \cdot 460 \cdot (87.5 - 20) \approx 1512 \, \text{Дж}

То есть чай отдал ложке примерно 1.5 кДж энергии.

Это наглядно показывает, что жидкость с большой теплоемкостью сильно «устойчива» к охлаждению маленькими предметами.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос