Определить начальную температуру детали из олова массой 5 кг, если при погружении ее в воду массой 3 кг при 300К она нагрелась на 2 С.
Условие:
Решение:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения теплоты.
Первым шагом определим количество теплоты, которое передалось от воды к детали. Мы можем использовать формулу:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.
В данном случае, масса воды m1 = 3 кг, масса детали m2 = 5 кг, изменение температуры ΔT = 2 С.
Теперь нам нужно найти удельную теплоемкость олова (Sn). Для этого мы можем использовать известные данные или обратиться к таблицам физических свойств веществ.
Предположим, что удельная теплоемкость олова равна 0,23 Дж/(г·К). Тогда:
Q = m2 * Sn * ΔT,
Q = 5 кг * 0,23 Дж/(г·К) * 2 С,
Q = 2,3 кг * Дж/К * 2 С,
Q = 4,6 кг * Дж.
Теперь мы можем найти начальную температуру детали (T1) с использованием формулы:
Q = m2 * c * (T2 - T1),
где T2 - конечная температура детали (300 К), T1 - начальная температура детали.
4,6 кг * Дж = 5 кг * 0,23 Дж/(г·К) * (300 К - T1),
4,6 кг * Дж = 1,15 кг * К * (300 К - T1),
4,6 кг * Дж = 345 кг * К - 1,15 кг * К * T1,
1,15 кг * К * T1 = 345 кг * К - 4,6 кг * Дж,
T1 = (345 кг * К - 4,6 кг * Дж) / (1,15 кг * К),
T1 ≈ 300 К - 4 Дж / 1,15 кг,
T1 ≈ 300 К - 3,48 К,
T1 ≈ 296,52 К.
Таким образом, начальная температура детали составляет примерно 296,52 К.
