Яку початкову температуру мала вода, якщо нагріте до 100°C мідне тіло помістили в неї, і теплова рівновага встановилася

Черная_Медуза

8

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон сохранения энергии. Предположим, что масса воды равна $m_1$ граммов, ее начальная температура $T_1$ градусов Цельсия, масса медного тела равна $m_2$ граммов, его начальная температура $T_2$ градусов Цельсия, а конечная температура системы равна $T"$ градусов Цельсия.

Теперь применим закон сохранения энергии. Первоначальный тепловой потенциал у медного тела равен $m_2\cdot c\cdot T_2$, где $c$ - удельная теплоемкость меди. Тепловой потенциал у воды равен $m_1\cdot c\cdot T_1$. После установления теплового равновесия, система будет иметь новый тепловой потенциал, который равен сумме тепловых потенциалов меди и воды: $(m_1+m_2)\cdot c\cdot T"$.

Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:

$$m_1\cdot c\cdot T_1+m_2\cdot c\cdot T_2=(m_1+m_2)\cdot c\cdot T"$$

Подставим значения, данные в задаче. Пусть $m_2$ равно 100 граммам, $T_2$ равно 100 градусов Цельсия, а $T"$ равно 30 градусам Цельсия.

Теперь нужно знать удельную теплоемкость меди, чтобы рассчитать начальную температуру воды. Допустим, $c$ равно 0,39 Дж/(г·°C), что соответствует удельной теплоемкости меди.

Подставим известные значения в уравнение и рассчитаем $T_1$:

$$m_1\cdot 0,39\cdot T_1+100\cdot 0,39\cdot 100=(m_1+100)\cdot 0,39\cdot 30$$

Решение этого уравнения даст нам начальную температуру воды, $T_1$. После решения уравнения, значение $T_1$ будет лежать в пределах одного из предложенных интервалов ответа.