Чтобы охладить выточенную из меди деталь, имеющую температуру 100°С, ее погрузили в 420г воды с

Ответы на вопрос

Отвечает Петраш Сергей.

Для решения задачи применим принцип сохранения энергии — теплота, отданная деталью, равна теплоте, принятой водой. Рассчитаем теплообмен по формуле:

$Q = mc\Delta T$

где:

$m$ — масса тела (в данном случае, детали или воды),
$c$ — удельная теплоемкость материала (для меди $c_{\text{медь}} = 0,385 \ \text{Дж/г}^\circ\text{С}$ , для воды $c_{\text{вода}} = 4,18 \ \text{Дж/г}^\circ\text{С}$ ),
$\Delta T$ — изменение температуры.

Шаг 1. Рассчитаем тепло, которое получила вода

Температура воды увеличилась с 15°С до 18°С, то есть на 3°С. Для воды:

Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}}

Q_{\text{вода}} = 420 \, \text{г} \cdot 4,18 \, \text{Дж/г}^\circ\text{С} \cdot 3 \,^\circ\text{С} = 5265,6 \, \text{Дж}

Шаг 2. Рассчитаем тепло, которое отдала деталь

Поскольку весь тепловой процесс является изолированным, то количество теплоты, которое отдала деталь, будет равно количеству теплоты, которое приняла вода. Деталь охлаждается с 100°С до 18°С, то есть на 82°С.

Теплота, отданная деталью:

Q_{\text{деталь}} = m_{\text{деталь}} \cdot c_{\text{медь}} \cdot \Delta T_{\text{деталь}}

Q_{\text{деталь}} = m_{\text{деталь}} \cdot 0,385 \, \text{Дж/г}^\circ\text{С} \cdot 82 \,^\circ\text{С}

Шаг 3. Применим принцип сохранения энергии

Так как теплота, отданная деталью, равна теплоте, принятой водой, то:

m_{\text{деталь}} \cdot 0,385 \cdot 82 = 5265,6

Решаем это уравнение для массы детали $m_{\text{деталь}}$ :

m_{\text{деталь}} = \frac{5265,6}{0,385 \cdot 82}

m_{\text{деталь}} = \frac{5265,6}{31,57} \approx 166,7 \, \text{г} = 0,167 \, \text{кг}

Ответ:

Масса детали составляет примерно 0,17 кг.

Ответы на вопрос

Шаг 1. Рассчитаем тепло, которое получила вода

Шаг 2. Рассчитаем тепло, которое отдала деталь

Шаг 3. Применим принцип сохранения энергии

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика