При обработке металлической детали массой 200 г она нагрелась до состояния ярко-красного каления. При опускании детали в воду объёмом 1,5 л ...
Условие:
При обработке металлической детали массой 200 г она нагрелась до состояния ярко-красного каления. При опускании детали в воду объёмом 1,5 л и температурой 17 °С температура воды увеличивается до 68 °С. Найди температуру раскалённой детали. Справочные данные: удельная теплоёмкость воды
- 4200 Дж/(кг • °С), удельная теплоёмкость металла - 400 Дж/(кг
Решение:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения теплоты.
Сначала найдем количество теплоты, которое передалось от детали к воде:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
где m1 - масса воды, c1 - удельная теплоемкость воды, ΔT1 - изменение температуры воды.
Затем найдем количество теплоты, которое потеряла деталь:
Q2 = m2 * c2 * ΔT2,
где m2 - масса детали, c2 - удельная теплоемкость металла, ΔT2 - изменение температуры детали.
Так как теплота, переданная от детали к воде, равна теплоте, потерянной деталью, то Q1 = Q2.
m1 * c1 * ΔT1 = m2 * c2 * ΔT2.
Мы знаем, что масса воды m1 = 1.5 кг, удельная теплоемкость воды c1 = 4200 Дж/(кг * °С), изменение температуры воды ΔT1 = 68 - 17 = 51 °С.
Масса детали m2 = 0.2 кг, удельная теплоемкость металла c2 = 400 Дж/(кг * °С), и мы ищем изменение температуры детали ΔT2.
Подставим известные значения в уравнение:
1.5 * 4200 * 51 = 0.2 * 400 * ΔT2.
Решим это уравнение:
1.5 * 4200 * 51 / (0.2 * 400) = ΔT2.
ΔT2 ≈ 191.25 °С.
Таким образом, температура раскаленной детали составляет около 191.25 °С.