З якого матеріалу виготовлена кулька, яку нагріли до 155°С, поклавши у посудину з 3 літрами води, температура якої
З якого матеріалу виготовлена кулька, яку нагріли до 155°С, поклавши у посудину з 3 літрами води, температура якої становила 10°С, і після теплообміну встановилася температура 15°С, не враховуючи нагрівання посудини?
Пламенный_Демон 19
Для решения этой задачи нам понадобятся некоторые физические законы, связанные с теплообменом.Для начала определим, какой материал может быть использован для изготовления шарика. Раз температура воды составляла 10°C, а после теплообмена она стала равна 15°C, то можно предположить, что шарик изготовлен из одного из веществ, обладающих низкой теплоемкостью, так как температура воды изменилась незначительно. Такими материалами могут быть, например, пластик, стекло или алюминий.
Теперь применим закон сохранения энергии для определения количества тепла, которое передалось от шарика к воде. Формула для вычисления количества тепла выглядит следующим образом:
\[Q = mc\Delta T\]
где Q - количество тепла, переданное от шарика к воде, m - масса вещества (воды в данном случае), c - удельная теплоемкость вещества и \(\Delta T\) - изменение температуры.
Теплоемкость воды \(c_{water}\) составляет 4.18 Дж/г°C, а масса воды m = 3000 г (3 литра).
Теперь рассмотрим шарик. Пусть его масса будет равна m_1, а удельная теплоемкость - c_1. Следовательно, количество тепла, переданное от шарика к воде, будет равно:
\[Q = m_1c_1\Delta T\]
Так как в задаче не указаны значения m_1 и c_1, нам необходимо использовать соотношение между количеством тепла, передаваемым от шарика к воде, и количеством тепла, поглощаемым водой:
\[Q = m_{water}c_{water} \Delta T\]
где m_{water} - масса воды, c_{water} - удельная теплоемкость воды, а \(\Delta T\) - изменение температуры воды.
Таким образом, уравнение, связывающее количества тепла, можно записать следующим образом:
\[m_1c_1\Delta T = m_{water}c_{water} \Delta T\]
Из этого уравнения следует, что масса шарика m_1 равна массе воды m_{water}. Значит, шарик изготовлен из того же материала, что и посудина, то есть из металла алюминия.