У залізний котел масою 10 кг налито воду масою 20 кг.
залізну деталь масою 2 кг і температурою 200 °С. Яка температура установиться теля настния теплової рівноваги / Питома теплоємність за 460дж/кг °C
Ответы
Ответ:
Для знаходження температури установки теплової рівноваги в даній системі (залізний котел, вода, і залізна деталь), ми можемо використовувати закон збереження енергії.
Загальна енергія системи після досягнення теплової рівноваги буде рівною початковій енергії. Початкова енергія - це сума енергії залізного котла, води і залізної деталі.
Початкова енергія = Енергія котла + Енергія води + Енергія залізної деталі
Енергія котла = маса котла * питома теплоємність котла * (температура після теплового рівноваги - початкова температура котла)
Енергія води = маса води * питома теплоємність води * (температура після теплового рівноваги - початкова температура води)
Енергія залізної деталі = маса залізної деталі * питома теплоємність заліза * (температура після теплового рівноваги - початкова температура залізної деталі)
Визначимо всі відомі величини:
- Маса котла (m_котла) = 10 кг
- Маса води (m_води) = 20 кг
- Маса залізної деталі (m_деталь) = 2 кг
- Питома теплоємність води (c_води) = 460 Дж/(кг·°C)
- Питома теплоємність заліза (c_заліза) = ?
- Початкова температура води (T_початкова_води) = ?
- Початкова температура залізної деталі (T_початкова_деталь) = 200 °C
- Температура після теплового рівноваги (T_рівноваги) = ?
Щоб розрахувати температуру після теплового рівноваги, нам потрібно знайти питому теплоємність заліза (c_заліза), а також початкову температуру води (T_початкова_води).
Загальна енергія системи після теплової рівноваги буде рівною початковій енергії:
Початкова енергія = Енергія котла + Енергія води + Енергія залізної деталі
За відомими значеннями мас, температур і питомої теплоємності води ми можемо розрахувати енергію води. Потім, використовуючи цю енергію та відому температуру залізної деталі, ми можемо знайти температуру після теплового рівноваги (T_рівноваги).
Рівняння збереження енергії буде мати вигляд:
Початкова енергія = Енергія котла + Енергія води + Енергія залізної деталі
Де "Початкова енергія" - це сума енергій котла, води і залізної деталі перед досягненням теплової рівноваги. "Енергія котла", "Енергія води" і "Енергія залізної деталі" можуть бути розраховані, як описано вище.
Якщо ви надаєте додаткові відомості про питому теплоємність заліза (c_заліза) і початкову температуру води (T_початкова_води), я зможу допомогти вам розрахувати температуру після теплового рівноваги.