Какую начальную температуру имел медный кубик, брошенный в 100 г воды для её нагрева от 20°С до 25°С, при условии, что у кубика длина ребра составляет 4,0 см?
Проверенное решение:
Разъяснение: Для решения данной задачи, нам необходимо использовать закон сохранения теплоты. Закон сохранения теплоты утверждает, что теплота, переданная телу, равна изменению его внутренней энергии и работе, его совершившему.
Используя формулу для расчета простой потери тепла или нагрева, можем записать:
Q = mcΔT,
где Q — количество теплоты, mc — масса вещества, C — удельная теплоемкость вещества, ΔT — изменение температуры.
В нашем случае, масса воды равна 100 г, температурное изменение равно 25°C — 20°C = 5°C.
Поскольку нагрев происходит только у воды, можем записать:
Q = mвх,CвхΔTвх,
где mвх — масса воды, Cвх — удельная теплоемкость воды, ΔTвх — изменение температуры воды.
Теперь подставим известные значения и найдем температуру кубика:
Q (вода) = Q (кубик).
mвх,CвхΔTвх = mc,Cк*c,ΔTк,
где ΔTк — изменение температуры кубика, Ск — удельная теплоемкость меди, с — длина ребра кубика.
Таким образом, мы можем найти начальную температуру медного кубика, используя известные значения массы воды, удельной теплоемкости воды, изменение температуры воды, удельной теплоемкости меди и длину ребра кубика.
Пример использования:
Масса воды: 100 г
Температура воды до нагрева: 20°C
Температура воды после нагрева: 25°C
Длина ребра кубика: 4,0 см
Совет: Для выполнения этой задачи, важно изучать удельную теплоемкость различных веществ и знать закон сохранения теплоты.
Упражнение:
Масса стали составляет 200 г. Определите, сколько теплоты необходимо подать, чтобы нагреть ее от 25°C до 50°C. Удельная теплоемкость стали равна 0,46 Дж/г°C.