Какая была начальная температура медного кубика с длиной ребра 4,0 см, если его поместили в 100 г воды, чтобы нагреть

Паук

29

Дано:
Длина ребра медного кубика (a) = 4,0 см = 0,04 м
Масса воды (m) = 100 г
Начальная температура воды (t1) = 20 градусов
Конечная температура воды (t2) = 25 градусов

Нам известно, что для нагревания вещества необходимо определенное количество теплоты, вычисляемое по формуле:

Q = mcΔt,

где Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
c - удельная теплоемкость вещества,
Δt - изменение температуры.

Для воды, удельная теплоемкость (c) составляет 4,18 Дж/(г*°C).

Чтобы нагреть воду с начальной температурой 20 градусов до 25 градусов, нужно вычислить количество теплоты (Q), используя формулу выше:

Q = mcΔt
= 100 г * 4,18 Дж/(г*°C) * (25 градусов - 20 градусов)
= 100 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 5 градусов
= 2090 Дж.

Теперь мы знаем, что медный кубик отдал это количество теплоты воде.

Медный кубик имеет объем, который можно найти, возведя длину его ребра (a) в куб:

V = a^3
= (0,04 м)^3
= 0,000064 м^3.

Поскольку плотность меди (ρ) равна 8,96 г/см^3, мы можем найти массу (m) кубика, используя формулу:

m = V * ρ
= 0,000064 м^3 * 8,96 г/см^3
= 0,0005744 г.

Теперь мы знаем, что для нагревания воды этой массы на 5 градусов требуется 2090 Дж, и это количество теплоты было отдано медному кубику массой 0,0005744 г.

Теперь мы можем использовать формулу:

Q = mcΔt,

чтобы найти начальную температуру медного кубика (t):

Q = mcΔt
t = Q / (mc)
t = (2090 Дж) / (0,0005744 г * 4,18 Дж/(г*°C))
t ≈ 9050 градусов Цельсия.

Таким образом, начальная температура медного кубика составляла около 9050 градусов Цельсия.