Дано:
m₁ = 10 кг - масса воды в кастрюле
с₁ = 4200 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость воды
m₂ = 1.2 кг - масса стальной кастрюли
с₂ = 500 Дж/(кг·град) - удельная теплоёмкость стали
t₁ = 40°C - начальная температура кастрюли с водой
t₂ = 90°C - конечная температура кастрюли с водой
Определить:
Q - количество теплоты, необходимое для нагрева кастрюли с водой
А) Количество теплоты, требуемое для нагрева воды
Q₁ = c₁ · m₁ · (t₂ - t₁)
Q₁ = 4200 · 10 · (90 - 40)
Q₁ = 2 100 000 (Дж)
В) Количество теплоты, требуемое для нагрева кастрюли
Q₂ = c₂ · m₂ · (t₂ - t₁)
Q₂ = 500 · 1,2 · (90 - 40)
Q₂ = 30 000 (Дж)
С) Количество теплоты. необходимое для нагрева кастрюли с водой
Q = Q₁ + Q₂
Q = 2 100 000 + 30 000 = 2 130 000 (Дж) = 2130 кДж
2130 кДж требуется для нагрева кастрюли с водой
Объяснение:
Попробуем записать уравнения движения для этих тел:
Пусть, например, первое тело будет двигаться вдоль оси Х, а второе тело против. Подставим в эти уравнения известную начальную скорость υ₀ = 0 и ускорение a = 2 м/с². Тогда уравнения движения примут следующий вид:
Для первого тела:
Для второго тела:
Оно движется ускоряясь против оси Х, поэтому проекция ускорения на ось отрицательная.
Можно заметить, что уравнения для перемещения тел и для их скорости почти идентичны. Только одно из тел будет двигаться вдоль оси (с положительной скоростью и ускорением), а другое против (с отрицательной скоростью и ускорением).
Так как тела начали движение одновременно, к моменту встречи они успеют развить одинаковую по модулю, но противоположную по знаку скорость. В этом легко убедиться, если попробовать подставлять разные значения времени в уравнения для скорости тел.