Вася решил определить, какая температура снега внутри сугробов во дворе. У него не было термометра, но он знал
Вася решил определить, какая температура снега внутри сугробов во дворе. У него не было термометра, но он знал, что системы вентиляции и отопления в его доме поддерживают температуру равной +20 °C внутри квартиры. Сначала Вася налил воду в чашку и оставил ее на столе на ночь, чтобы она достигла комнатной температуры. На следующий день он принес домой полный термос со снегом, взятым изнутри сугроба, и разделил его пополам. Вася медленно наливал комнатную температуру воду на первую половину термоса, помешивая, пока весь снег не растаял. Это заняло 880 мл воды.
Cherepaha 65
Чтобы определить температуру снега внутри сугробов, Васе потребуется использовать закон сохранения теплоты. Очевидно, что вода в чашке достигла комнатной температуры, так как она оставалась на столе на ночь. Зная, что системы вентиляции и отопления в его доме поддерживают температуру равной +20 °C, мы можем предположить, что начальная температура снега внутри сугроба также была равна +20 °C.Когда Вася наливал комнатную температуру воду на первую половину термоса с снегом, он поддерживал процесс до тех пор, пока весь снег не растаял. Мы можем сделать вывод, что тепло, передаваемое от комнатной температуры воды к снегу, полностью растворило снег, так как пространство внутри термоса было ограничено.
Для решения задачи мы можем использовать формулу передачи теплоты \(Q = mc\Delta T\), где \(Q\) - количество переданной теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
Мы знаем, что Вася налил 880 мл воды, а снег полностью растаял, поэтому можно предположить, что масса снега и масса воды равны. Удельная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г°C).
Мы можем использовать формулу, чтобы найти количество переданной теплоты от воды к снегу:
\[Q = mc\Delta T\]
Проведем расчет:
\[Q = 880 \, \text{г} \times 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} \times (20-0) \, \text{°C}\]
\[Q = 880 \, \text{г} \times 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} \times 20 \, \text{°C}\]
\[Q = 880 \times 4.18 \times 20 \, \text{Дж}\]
\[Q = 73808 \, \text{Дж}\]
То есть количество переданной теплоты составляет 73808 Дж.
Используя эту информацию, мы можем сделать вывод о температуре снега внутри сугроба. Если мы предположим, что вся переданная теплота распределилась равномерно по снегу, мы можем определить изменение температуры снега с помощью формулы:
\[Q = mc\Delta T\]
Разрешим эту формулу относительно \(\Delta T\):
\[\Delta T = \frac{Q}{mc}\]
Подставим значения:
\[\Delta T = \frac{73808 \, \text{Дж}}{880 \, \text{г} \times 4.18 \, \text{Дж/(г°C)}}\]
\[\Delta T = \frac{73808 \, \text{Дж}}{3670.4 \, \text{Дж/°C}}\]
\[\Delta T \approx 20 \, \text{°C}\]
Таким образом, изменение температуры снега составляет приблизительно 20 °C. Если начальная температура снега внутри сугроба была равна +20 °C, то итоговая температура снега после того, как всю переданную теплоту поглотил, также будет равна +20 °C.