Какая будет конечная температура после наступления теплового равновесия, если в воду с температурой 10 °C поместить

Змея

10

Конечная температура после наступления теплового равновесия может быть найдена с использованием уравнения теплового баланса:

\(Q_{\text{потеря}} + Q_{\text{приобретение}} = 0\)

где \(Q_{\text{потеря}}\) - потери тепла, \(Q_{\text{приобретение}}\) - получение тепла.

В этой задаче можно пренебречь потерями тепла на калориметр и окружающую среду, поэтому:

\(Q_{\text{потеря}} = 0\)

Теперь нужно вычислить \(Q_{\text{приобретение}}\).

Тепловое количество, полученное водой, можно вычислить с помощью формулы:

\(Q_{\text{приобретение}} = mc(T - T_{0})\)

где \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость, \(T\) - конечная температура, \(T_{0}\) - начальная температура.

Масса воды равна 100 г, начальная температура воды 10 °C, а конечная температура неизвестна. Подставив значения в уравнение:

\(Q_{\text{приобретение}} = 100 \cdot 1 \cdot (T - 10)\)

Теперь вычислим \(Q_{\text{приобретение}}\) для медного цилиндра.

Тепловое количество, полученное медным цилиндром, можно вычислить аналогичным образом:

\(Q_{\text{приобретение}} = mc(T - T_{0})\)

где \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость, \(T\) - конечная температура, \(T_{0}\) - начальная температура.

Масса медного цилиндра равна 200 г, начальная температура медного цилиндра 100 °C, а конечная температура неизвестна. Подставив значения в уравнение:

\(Q_{\text{приобретение}} = 200 \cdot 0.39 \cdot (T - 100)\)

Итак, мы получили два выражения для \(Q_{\text{приобретение}}\) (для воды и медного цилиндра). Уравняем их:

\(100 \cdot 1 \cdot (T - 10) = 200 \cdot 0.39 \cdot (T - 100)\)

Решив это уравнение, найдем конечную температуру \(T\):

\(100T - 1000 = 78T - 7800\)

\(22T = 6800\)

\(T \approx 309.09\) °C

Таким образом, после наступления теплового равновесия конечная температура будет примерно равна 309.09 °C.