Железный шарик радиусом r = 1 см вморожен в ледяной шар радиусом R = 3 см. Их охладили до

Ответы на вопрос

Отвечает Калинина Ирина.

Дано:

Нужно найти температуру после установления теплового равновесия.

Используем табличные значения:

Объём шара:

V=\frac43\pi r^3

r=0{,}01\ \text{м}

V_\text{ж}=\frac43\pi(0{,}01)^3\approx4{,}19\cdot10^{-6}\ \text{м}^3

Плотность железа возьмём $\rho_\text{ж}=7800\ \text{кг/м}^3$ :

m_\text{ж}=\rho_\text{ж}V_\text{ж}

m_\text{ж}=7800\cdot4{,}19\cdot10^{-6}\approx0{,}0327\ \text{кг}

Объём всего ледяного шара:

V_R=\frac43\pi R^3

R=0{,}03\ \text{м}

V_R=\frac43\pi(0{,}03)^3\approx1{,}13\cdot10^{-4}\ \text{м}^3

Объём льда равен разности объёмов большого и малого шаров:

V_\text{л}=V_R-V_\text{ж}

V_\text{л}\approx1{,}13\cdot10^{-4}-4{,}19\cdot10^{-6}

V_\text{л}\approx1{,}09\cdot10^{-4}\ \text{м}^3

Масса льда:

m_\text{л}=\rho_\text{л}V_\text{л}

m_\text{л}=900\cdot1{,}09\cdot10^{-4}\approx0{,}098\ \text{кг}

Сначала найдём количество теплоты, которое нужно для нагревания железа и льда от $-20^\circ C$ до $0^\circ C$ .

Для железа:

Q_1=m_\text{ж}c_\text{ж}(0-(-20))

Q_1=0{,}0327\cdot460\cdot20\approx301\ \text{Дж}

Ответы на вопрос