Вопрос задан 16.04.2025 в 13:15. Предмет Физика. Спрашивает Герасимов Алексей.

Срочно, помогите пожалуйста. Стальное изделие закалялось нагреванием до температуры 800°С с последующим опусканием в масло массой 2 кг, взятое при температуре 10°С. При этом масло нагрелось до температуры 40°С. Найти массу стального изделия, если при переносе в масло изделие охладилось на 20°С. Удельная теплоемкость масла 2100 Дж/(кг•°С). 

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Арзамасов Григорий.

Для решения задачи будем использовать принцип сохранения энергии: тепло, отданное стальным изделием, будет равно теплу, которое получило масло. Таким образом, можем записать уравнение теплового баланса:

Qсталь=QмаслоQ_{\text{сталь}} = Q_{\text{масло}}

  1. Тепло, отданное сталью:

Стальное изделие охлаждается на 20°C, следовательно, оно теряет тепло. Количество теплоты, которое отдает сталь, можно найти по формуле:

Qсталь=mстальcстальΔTстальQ_{\text{сталь}} = m_{\text{сталь}} \cdot c_{\text{сталь}} \cdot \Delta T_{\text{сталь}}

где:

  • mстальm_{\text{сталь}} — масса стального изделия (неизвестна),
  • cстальc_{\text{сталь}} — удельная теплоемкость стали (приблизительно 500Дж/(кг•°С)500 \, \text{Дж/(кг•°С)}),
  • ΔTсталь\Delta T_{\text{сталь}} — изменение температуры стали, которое равно 20°C.
  1. Тепло, полученное маслом:

Масло нагревается с 10°C до 40°C, следовательно, оно получает тепло. Количество теплоты, полученное маслом, можно найти по формуле:

Qмасло=mмаслоcмаслоΔTмаслоQ_{\text{масло}} = m_{\text{масло}} \cdot c_{\text{масло}} \cdot \Delta T_{\text{масло}}

где:

  • mмасло=2кгm_{\text{масло}} = 2 \, \text{кг} — масса масла,
  • cмасло=2100Дж/(кг•°С)c_{\text{масло}} = 2100 \, \text{Дж/(кг•°С)} — удельная теплоемкость масла,
  • ΔTмасло=40°C10°C=30°C\Delta T_{\text{масло}} = 40°C - 10°C = 30°C — изменение температуры масла.

Теперь подставим известные значения в уравнение для тепла, полученного маслом:

Qмасло=2кг2100Дж/(кг•°С)30°С=126000ДжQ_{\text{масло}} = 2 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/(кг•°С)} \cdot 30 \, \text{°С} = 126000 \, \text{Дж}
  1. Приравниваем количество теплоты:

Так как количество теплоты, отданное сталью, равно количеству теплоты, полученному маслом, получаем:

mсталь500Дж/(кг•°С)20°С=126000Джm_{\text{сталь}} \cdot 500 \, \text{Дж/(кг•°С)} \cdot 20 \, \text{°С} = 126000 \, \text{Дж}

Теперь решим это уравнение относительно массы стального изделия mстальm_{\text{сталь}}:

mсталь=12600050020=12600010000=12.6кгm_{\text{сталь}} = \frac{126000}{500 \cdot 20} = \frac{126000}{10000} = 12.6 \, \text{кг}

Ответ: масса стального изделия составляет 12.6 кг.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос