Question

Стальной кубик массой 60 г, нагретый до 285 °С, опустили в воду массой 125 г и температурой 21 °С. Через некоторое время их общая температура стала равна 35 °С. Удельные теплоемкости: своды = 4200 Дж/кг∙°С , сстали = 500 Дж/кг∙°С

Answer 1

Для решения данной задачи, мы должны применить закон сохранения энергии и выяснить, какая часть теплоты передалась от стали к воде.

Итак, используем формулу для вычисления теплоты:

Q = m * c * △T,

где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость и △T - изменение температуры.

Для стали:
Qстали = mстали * cстали * △Tстали,
где mстали = 60 г (масса стали), cстали = 500 Дж/кг∙°С (удельная теплоемкость стали) и △Tстали = 285 °С - 35 °С = 250 °С.

Qстали = 0.06 кг * 500 Дж/кг∙°С * 250 °С = 7500 Дж.

Для воды:
Qводы = мводы * cводы * △Tводы,
где мводы = 125 г (масса воды), cводы = 4200 Дж/кг∙°С (удельная теплоемкость воды) и △Tводы = 35 °С - 21 °С = 14 °С.

Qводы = 0.125 кг * 4200 Дж/кг∙°С * 14 °С = 8820 Дж.

Общая теплота Qк = Qстали + Qводы = 7500 Дж + 8820 Дж = 16320 Дж.

Чтобы найти массу стали, которая остывала, мы можем использовать формулу:

Q = m * c * △T,

где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость и △T - изменение температуры.

Для стали:
Qстали_остывала = mстали_остывала * cстали * △Tстали_остывала,
где Qстали_остывала = 16320 Дж (общая теплота), cстали = 500 Дж/кг∙°С (удельная теплоемкость стали) и △Tстали_остывала = 35 °С - 21 °С = 14 °С.

16320 Дж = mстали_остывала * 500 Дж/кг∙°С * 14 °С.

Решая это уравнение, мы найдем:

mстали_остывала = 16320 Дж / (500 Дж/кг∙°С * 14 °С) = 2.32 кг.

Таким образом, масса стали, которая остывала, составляет 2.32 кг.