Какова будет измененная температура цилиндра из графита массой 40 г, когда его опустят в воду массой 100

Янтарное

4

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Измененная теплота цилиндра будет равна измененной теплоте воды.

Изначально, цилиндр имеет температуру \( T_1 = 8° \)C и массу \( m_1 = 40 \) г. Это означает, что его начальная теплота будет равна:

\[ Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 \]

где \( c_1 \) - удельная теплоемкость графита, а \( \Delta T_1 \) - изменение температуры.

Далее, вода имеет начальную температуру \( T_2 = 25° \)C, массу \( m_2 = 100 \) г и удельную теплоемкость \( c_2 \) = 4200 Дж/кг °С. Изначальная теплота воды:

\[ Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 \]

где \( \Delta T_2 \) - изменение температуры воды.

Так как закон сохранения энергии требует, чтобы сумма теплоты цилиндра и воды была равна нулю, то:

\[ Q_1 + Q_2 = 0 \]

Подставим значения теплоты и выразим \( \Delta T_2 \):

\[ m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 + m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 0 \]

\[ \Delta T_2 = - \frac{{m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1}}{{m_2 \cdot c_2}} \]

Подставим известные значения в формулу:

\[ \Delta T_2 = - \frac{{40 \times 750 \times (8 - 25)}}{{100 \times 4200}} \]

Вычислим значение \( \Delta T_2 \):

\[ \Delta T_2 \approx -2,857° \]

Таким образом, измененная температура воды будет приближенно равна -2,857°С. Так как температура не может быть отрицательной, можем сделать вывод, что цилиндр нагреется на 2,857°С.