Вопрос школьника
В калориметр наливают 100 г подсолнечного масла при температуре 20℃. Затем в масло бросают разогретую до 200℃ медную деталь массой 50 г. Какая температура масла установится в калориметре? Ответ округлите до целых.
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
Q1 + Q2 = Q3,
где Q1 — количество теплоты, выделившееся при охлаждении медной детали до температуры масла, Q2 — количество теплоты, поглощенное маслом при нагревании до установившейся температуры, Q3 — количество теплоты, выделившееся при установлении теплового равновесия.
Для расчета Q1 воспользуемся формулой:
Q1 = c * m * ΔT,
где c — удельная теплоемкость меди, m — масса медной детали, ΔT — изменение температуры меди.
Удельная теплоемкость меди равна 0,385 Дж/(г*℃), поэтому:
Q1 = 0,385 * 50 * (200 — T),
где T — температура масла после броска медной детали.
Для расчета Q2 воспользуемся формулой:
Q2 = c * m * ΔT,
где c — удельная теплоемкость подсолнечного масла, m — масса масла, ΔT — изменение температуры масла.
Удельная теплоемкость подсолнечного масла равна 1,8 Дж/(г*℃), поэтому:
Q2 = 1,8 * 100 * (T — 20),
где T — температура масла после броска медной детали.
Для расчета Q3 воспользуемся формулой:
Q3 = c * m * ΔT,
где c — удельная теплоемкость калориметра, m — масса калориметра, ΔT — изменение температуры калориметра.
Удельная теплоемкость калориметра принимается равной 0,5 Дж/(г*℃), масса калориметра не указана, поэтому ее примем равной массе масла (100 г), а ΔT — равным изменению температуры масла:
Q3 = 0,5 * 100 * (T — 20).
Таким образом, уравнение закона сохранения энергии примет вид:
0,385 * 50 * (200 — T) + 1,8 * 100 * (T — 20) = 0,5 * 100 * (T — 20).
Решив это уравнение, найдем:
T ≈ 68.
Ответ: температура масла установится примерно на 68℃.
