2. Є два калориметри, в яких містяться однакові маси води при температурі
10°С. Нагріту металеву кульку опускають у перший калориметр. Після
встановлення теплової рівноваги вода в ньому нагрівається до 30°С. після
Після
цього кульку виймають і переносять у другий калориметр.
встановлення теплової рівноваги вода в ньому нагрівається до 20°С.
Визначте початкову температуру кульки. (Допоможітььь)
Ответы
Щоб визначити початкову температуру кульки, необхідно скористатися законом збереження енергії.
Загальна формула закону збереження енергії:
Q1 + Q2 = Q3 + Q4,
де Q1 - тепло, яке надійшло від кульки до першого калориметра,
Q2 - тепло, яке надійшло від кульки до другого калориметра,
Q3 - тепло, яке надійшло від води першого калориметра до кульки,
Q4 - тепло, яке надійшло від води другого калориметра до кульки.
Тепло, яке надійшло від кульки до калориметрів можна обчислити за формулою:
Q = m * c * ΔT,
де Q - тепло,
m - маса речовини,
c - теплоємність речовини,
ΔT - зміна температури.
Ми знаємо, що маси води в калориметрах однакові, тому ми можемо виразити масу води через масу кульки:
m(води) = m(кульки).
Таким чином, ми отримуємо наступну систему рівнянь:
m(кульки) * c(кульки) * (30-10) + m(води) * c(води) * (30-10) = m(кульки) * c(кульки) * (10-x) + m(води) * c(води) * (20-x),
де x - початкова температура кульки.
Оскільки ми знаємо, що маси води в калориметрах однакові і теплоємність води близька до теплоємності кульки, то можемо спростити рівняння:
m * c * (30-10) + m * c * (30-10) = m * c * (10-x) + m * c * (20-x),
20m*c = 10m*c + 10m*c - xm*c + 20m*c - xm*c,
20m*c = 20m*c - 2xm*c,
xm*c = 0,
x = 0.
Отже, початкова температура кульки дорівнює 0°С.