Стальний виріб загартовувався нагріванням до температури 800 °C з наступним опусканням в масло масою 2 кг, взяте за температури 10 °C. При цьому масло нагрілось до температури 40 °С. Визначити масу стального виробу, якщо при перенесенні в масло виріб охолодився на 20 С. Питома теплоємність масла 21000 Дж / кг°С
Ответы
Ответ:
Для вирішення цієї задачі, ми можемо використовувати закон збереження енергії. Масло нагрілося під час поглинання енергії від стального виробу, який охолодився під час занурення.
Питома теплоємність сталі дорівнює приблизно 500 Дж/(кг·°C). Нехай маса сталевого виробу буде "m" кг, а зміна температури сталевого виробу під час занурення буде "ΔT" градусів.
Спершу знайдемо кількість тепла, яку сталь виділив під час охолодження:
Q_1 = m * c_stal * ΔT,
де "c_stal" - питома теплоємність сталі.
Потім знайдемо кількість тепла, яку надав масло сталому виробу:
Q_2 = m_maslo * c_maslo * ΔT_maslo,
де "c_maslo" - питома теплоємність масла, "ΔT_maslo" - зміна температури масла.
За законом збереження енергії, кількість тепла, яку надав масло, повинна бути рівною кількості тепла, яку виділив сталь:
Q_2 = Q_1.
Тепер підставимо відомі значення:
m_maslo * c_maslo * ΔT_maslo = m * c_stal * ΔT.
Тепер ми можемо вирішити це рівняння для "m", маси сталевого виробу:
m = (m_maslo * c_maslo * ΔT_maslo) / (c_stal * ΔT).
Підставимо дані:
m = (2 кг * 21000 Дж/(кг·°C) * (40°C - 10°C)) / (500 Дж/(кг·°C) * 20°C) = 42 кг.
Отже, маса сталевого виробу дорівнює 42 кг.