Вопрос школьника
Стальную деталь массой 300 г, разогретую до 300℃, бросили в воду массой 5 кг при температуре 20℃. На сколько градусов повысилась температура воды, если вся выделенная деталью энергия пошла на нагревание воды?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:
Q1 = Q2
где Q1 — количество теплоты, выделившееся при охлаждении стали, Q2 — количество теплоты, необходимое для нагревания воды.
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении стали, можно вычислить по формуле:
Q1 = c * m * ΔT
где c — удельная теплоемкость стали, m — масса стали, ΔT — изменение температуры стали.
Удельная теплоемкость стали равна 0,46 Дж/(г*℃), масса стали равна 300 г, а изменение температуры стали равно:
ΔT = 300℃ — 20℃ = 280℃
Тогда количество теплоты, выделившееся при охлаждении стали, равно:
Q1 = 0,46 Дж/(г*℃) * 300 г * 280℃ = 38 640 Дж
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды, можно вычислить по формуле:
Q2 = c * m * ΔT
где c — удельная теплоемкость воды, m — масса воды, ΔT — изменение температуры воды.
Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г*℃), масса воды равна 5 кг, а изменение температуры воды равно:
ΔT = Q1 / (c * m) = 38 640 Дж / (4,18 Дж/(г*℃) * 5 кг) ≈ 184℃
Таким образом, температура воды повысилась на 184℃.
