Якого металу зроблено брусок №1, якому потрібно нагріти воду з 20? C до 30? C, а потім з 30? C до 60? C? У скільки

Georgiy

7

Добро пожаловать! Давайте решим вашу задачу по физике.

Для начала определимся с теплоемкостью воды и металла. Теплоемкость (\(C\)) - это величина, которая показывает, сколько теплоты (\(Q\)) нужно передать телу, чтобы его температура (\(T\)) изменилась на единицу.

Для воды теплоемкость \(C_в\) равна 4,18 Дж/(г*°C). Это значение можно использовать для пресной воды при комнатной температуре.

Для олова (металла) теплоемкость \(C_м\) равна 0,23 Дж/(г*°C). Это значение можно использовать для массива олова.

Теперь рассмотрим первый этап нагревания воды от 20°C до 30°C.

Для этого воспользуемся формулой:

\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

где:
\(Q\) - теплота,
\(m\) - масса вещества,
\(C\) - теплоемкость,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Перейдем к расчетам. Масса воды не указана, поэтому мы её учитывать не будем.

\[\Delta Q_1 = C_в \cdot \Delta T_1 = 4,18 \cdot (30 - 20)\]

\[\Delta Q_1 = 41,8 \, Дж\]

Таким образом, для нагревания воды от 20°C до 30°C потребуется 41,8 Дж теплоты.

Теперь рассмотрим второй этап нагревания воды, от 30°C до 60°C.

\[\Delta Q_2 = C_в \cdot \Delta T_2 = 4,18 \cdot (60 - 30)\]

\[\Delta Q_2 = 124,8 \, Дж\]

Теперь найдем разницу между количествами теплоты (\(Q\)), которые необходимы для нагревания воды в этих двух интервалах.

\[\Delta Q_{всего} = \Delta Q_2 - \Delta Q_1 = 124,8 - 41,8\]

\[\Delta Q_{всего} = 83 \, Дж\]

Итак, количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 30°C до 60°C, больше, чем для нагревания от 20°C до 30°C, на 83 Дж.

Теперь рассмотрим оловянного солдатика.

Для расчета конечной температуры солдатика воспользуемся формулой:

\[Q = m \cdot C \cdot \Delta T\]

По условию, солдатика нагревали до температуры, после чего он отдал 115 Дж теплоты.

Масса (\(m\)) солдатика равна 20 г, а теплоемкость (\(C\)) олова равна 0,23 Дж/(г*°C).

Подставим значения в формулу:

\[115 = 20 \cdot 0,23 \cdot \Delta T\]

Из этого уравнения можно найти изменение температуры (\(\Delta T\)):

\[\Delta T = \frac{115}{20 \cdot 0,23}\]

Калькулятор покажет, что \(\Delta T \approx 25°C\).

Теперь найдем исходную температуру солдатика, проведя обратный расчет:

\[T_{\text{начальная}} = T_{\text{конечная}} - \Delta T\]

\[T_{\text{начальная}} = 60 - 25\]

\[T_{\text{начальная}} = 35°C\]

Итак, оловянный солдатик имел начальную температуру 35°C, а после отдачи 115 Дж теплоты его температура снизилась до 25°C.

Надеюсь, я максимально подробно и понятно объяснил каждый шаг решения вашей задачи. Если у вас есть еще вопросы, то я с радостью на них отвечу!