Вопрос школьника
Ответь развернуто и подробно на вопрос — В чугунный сосуд массой 2 кг при температуре 10 °С налили 5 л воды при 90 °С. Какова стала температура воды
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения теплоты. Согласно этому закону, количество теплоты, выделяющееся или поглощаемое телом, равно изменению его внутренней энергии и изменению его кинетической энергии.
Изначально чугунный сосуд и вода находятся в термодинамическом равновесии, то есть их температуры равны. После того, как в сосуд налили горячую воду, начинается процесс теплообмена между водой и сосудом. В результате этого процесса температура воды уменьшается, а температура сосуда увеличивается.
Для определения конечной температуры воды необходимо использовать уравнение теплового баланса:
m1c1(T1 — T) = m2c2(T — T2),
где m1 и c1 — масса и удельная теплоемкость сосуда, T1 — начальная температура сосуда, m2 и c2 — масса и удельная теплоемкость воды, T2 — начальная температура воды, T — конечная температура воды и сосуда.
Подставляя известные значения, получаем:
2 * 0,46 * (10 — T) = 5 * 1 * (T — 90),
0,92 * (10 — T) = 5 * (T — 90),
0,92 * 10 — 0,92 * T = 5T — 450,
6,92T = 540,
T = 78,03 °С.
Таким образом, конечная температура воды составляет 78,03 °С.
