Задача № 2: В калориметре находится 100 г воды при температуре 20 °С. В воду опускают только что извлеченный из кипящей
Задача № 2: В калориметре находится 100 г воды при температуре 20 °С. В воду опускают только что извлеченный из кипящей воды металлический цилиндр весом 200 г. После достижения теплового равновесия температура содержимого калориметра составляет 44 °С. Обозначим начальную температуру воды как tв, начальную температуру металлического цилиндра как tм, а конечную температуру содержимого калориметра после достижения теплового равновесия обозначим...
Solnechnyy_Briz 3
как tк. Необходимо найти начальную температуру металлического цилиндра tм.Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда металлический цилиндр опускается в калориметр с водой, происходит теплообмен между ним и водой до достижения теплового равновесия. Тепло, переданное от металлического цилиндра к воде, равно теплу, поглощенному водой. Мы можем записать это в виде уравнения:
\(m_вc_в(t_к - t_в) = m_мc_м(t_к - t_м)\)
где \(m_в\) - масса воды, \(c_в\) - удельная теплоемкость воды, \(t_к\) - конечная температура содержимого калориметра, \(t_в\) - начальная температура воды, \(m_м\) - масса металлического цилиндра, \(c_м\) - удельная теплоемкость металлического цилиндра, \(t_м\) - начальная температура металлического цилиндра.
Известные значения: \(m_в = 100\) г, \(c_в = 4,186\) Дж/(г°C), \(t_к = 44\) °C, \(t_в = 20\) °C, \(m_м = 200\) г.
Теперь мы можем решить это уравнение и найти значения \(t_м\):
\[100 \cdot 4,186 \cdot (44 - 20) = 200 \cdot c_м \cdot (44 - t_м)\]
\[16744 = 200 \cdot c_м \cdot (44 - t_м)\]
Разделим обе части уравнения на 200 \(\cdot c_м\):
\[83,72 = 44 - t_м\]
Вычтем 44 из обеих частей уравнения:
\[t_м = 44 - 83,72\]
\[t_м = -39,72\]
Ответ: Начальная температура металлического цилиндра tм равна -39,72 °C.
Обратите внимание, что полученная температура отрицательная, что означает, что металлический цилиндр был нагрет до температуры выше 44 °C перед опусканием в калориметр. Возможно, была допущена ошибка при формулировке или решении задачи.