Question

В латунный калориметр массой т1 = 150 г, содержа

щий воду массой т2 = 200 г при температуре Т1 = 288 К,

опустили железную гирю массой т = 260 г при температуре

Т = 373 К. Определите установившуюся температуру. Удель

ная теплоемкость железа с = 460 Дж/(кг · К), воды —

с2 = 4,19 кДж/(кг · К), латуни — с1 = 380 Дж/(кг · К).

Answer 1

Для решения этой задачи будем использовать закон сохранения энергии:
Количество тепла, переданное железной гире, равно количеству тепла, поглощенному водой и латунным калориметром.

1. Определим количество тепла, полученное железной гирей:

Q железо = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q железо = т × с × (Т - Т1)
Q железо = 0.26 кг × 460 Дж/(кг · К) × (373 К - 288 К)

2. Определим количество тепла, поглощенное водой и латунным калориметром:

Q вода = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q вода = т2 × с2 × (Т - Т1)
Q вода = 0.2 кг × 4.19 кДж/(кг · К) × (Т - 288 К)

Q латунь = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q латунь = т1 × с1 × (Т - Т1)
Q латунь = 0.15 кг × 380 Дж/(кг · К) × (Т - 288 К)

Здесь учтено, что удельные теплоемкости даны в разных единицах - Дж/(кг · К) и кДж/(кг · К), соответственно.

3. Зная, что сумма поглощенных теплов равна количеству тепла, полученному железной гирей, мы можем записать уравнение:

Q железо = Q вода + Q латунь

Подставим значения и найдем установившуюся температуру:

0.26 кг × 460 Дж/(кг · К) × (373 К - 288 К) = 0.2 кг × 4.19 кДж/(кг · К) × (Т - 288 К) + 0.15 кг × 380 Дж/(кг · К) × (Т - 288 К)

После решения уравнения, получим значение установившейся температуры.