Вопрос задан 30.03.2025 в 23:00. Предмет Физика. Спрашивает Шульцева Ульяна.

Какова масса стальной детали,нагретой предварительно до 500,если при опускании её в сосуд,содержащий 18,6 л воды при 13,вода нагрелась до 35? Испарением и потерями тепла пренебречь.

С дано пожалуйста!!

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Гобан Дiма.

Для решения задачи будем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что теплота, переданная воде, равна теплоте, отданной металлической детали. В данном случае мы будем пренебрегать потерями тепла и испарением, как указано в условии задачи.

Дано:

  • Температура стальной детали до опускания в воду: Tмет=500∘CT_{\text{мет}} = 500^\circ \text{C}
  • Температура воды до нагрева: Tвода, нач=13∘CT_{\text{вода, нач}} = 13^\circ \text{C}
  • Температура воды после нагрева: Tвода, фин=35∘CT_{\text{вода, фин}} = 35^\circ \text{C}
  • Объем воды: Vвода=18,6 л=18,6×10−3 м3V_{\text{вода}} = 18,6 \, \text{л} = 18,6 \times 10^{-3} \, \text{м}^3
  • Масса воды: mвода=ρвода×Vводаm_{\text{вода}} = \rho_{\text{вода}} \times V_{\text{вода}}, где плотность воды ρвода=1000 кг/м3\rho_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3

Для нахождения массы воды:

mвода=1000 кг/м3×18,6×10−3 м3=18,6 кгm_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \times 18,6 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 = 18,6 \, \text{кг}

Температурное изменение воды:

ΔTвода=Tвода, фин−Tвода, нач=35−13=22∘C\Delta T_{\text{вода}} = T_{\text{вода, фин}} - T_{\text{вода, нач}} = 35 - 13 = 22^\circ \text{C}

Теперь используем формулу для расчета теплоты, которую вода поглотила:

Qвода=mвода⋅cвода⋅ΔTводаQ_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}}

где cвода=4200 Дж/кг∘Cc_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} — удельная теплоемкость воды.

Подставим данные:

Qвода=18,6 кг×4200 Дж/кг∘C×22 °C=1,724×106 ДжQ_{\text{вода}} = 18,6 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \times 22 \, \text{°C} = 1,724 \times 10^6 \, \text{Дж}

Теперь перейдем к расчету массы стальной детали. Пусть масса металлической детали — mметm_{\text{мет}}, а удельная теплоемкость стали cмет=500 Дж/кг∘Cc_{\text{мет}} = 500 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C}. Теплота, отданная металлической деталью воде, будет равна:

Qмет=mмет⋅cмет⋅(Tмет−Tвода, нач)Q_{\text{мет}} = m_{\text{мет}} \cdot c_{\text{мет}} \cdot (T_{\text{мет}} - T_{\text{вода, нач}})

Так как теплота, переданная воде, равна теплоте, отданной металлом, то:

Qмет=QводаQ_{\text{мет}} = Q_{\text{вода}}

Подставим все известные значения:

mмет⋅500 Дж/кг∘C⋅(500−13)=1,724×106 Джm_{\text{мет}} \cdot 500 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \cdot (500 - 13) = 1,724 \times 10^6 \, \text{Дж} mмет⋅500 Дж/кг∘C⋅487=1,724×106 Джm_{\text{мет}} \cdot 500 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \cdot 487 = 1,724 \times 10^6 \, \text{Дж} mмет=1,724×106500×487=1,724×106243500≈7,08 кгm_{\text{мет}} = \frac{1,724 \times 10^6}{500 \times 487} = \frac{1,724 \times 10^6}{243500} \approx 7,08 \, \text{кг}

Ответ:

Масса стальной детали составляет примерно 7,08 кг7,08 \, \text{кг}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос