Вопрос : На сколько градусов поднимется температура стальной детали массой 8,4 кг, если ей передать такое же количество теплоты , которое необходимо для нагревания 500 г воды на 15 градусов.
Пусть
m1 - масса стальной детали
m2 - масса воды
с1 - теплоемкость стали 500 Дж/°C/кг
с2 - теплоемкость воды 4200 Дж/°С/кг
t1 - искомое изменение температуры стальной детали
t2 - изменение температуры воды
Для нагрева воды потребуется количество теплоты равное
Q2=с2*m2*t2
Такое же количество теплоты по условию пойдет на нагревание стальной детали
Q1=с1*m1*t1
Откуда
с2*m2*t2 = c1*m1*t1
Искомое изменение температуры стальной детали
t1 = с2*m2*t2/(c1*m1) = 4200*0.5*15/(8.4*500) = 7.5 °C
Дано:
m = 10кг
t₀ = -10°C
t₂ = 20°C
t₁ = 0°С (температура плавления льда, табличное значение)
c₁ = 2,1·10³Дж/(кг·°С) (теплоемкость льда, табличное значение)
c₂ = 4,2·10³Дж/(кг·°С) (теплоемкость воды, табличное значение)
λ = 3,3·10⁵Дж/кг (теплота плавления льда, табличное значение)
Q - ?
Для того чтобы из льда с температурой -10°С получить воду с температурой 20°С, нужно нагреть лед до температуры плавления, затем расплавить лед, затем нагреть воду. Получаем Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = c₁m(t₁-t₀) + λm + c₂m(t₂-t₁) = m(c₁(t₁-t₀)+λ+c₂(t₂-t₁)) = 10·(2,1·10³·10+3,3·10⁵+4,2·10³·20) = 10·(2,1·10⁴+33·10⁴+8,4·10⁴) = 4,35·10⁶ (Дж)
ответ: 4,35·10⁶ Дж