у фарфорову чашку масою 120г з температурою 25°С, налили 200 см3 води при температурі 95°С для чаю. Якою буде температура води у чашці після теплової рівноваги?. Теплообміном з навколишнім середовищем знехтувати. Питома теплоємність порцеляни 100 Дж/кг-°С.
Ответы
Объяснение:
Для розв'язання цієї задачі можна використовувати закон збереження енергії. Тепло, яке виділяється від гарячої води досягає тепла в чашці та її зміни температури. Формула для цього є наступною:
Q1 + Q2 = 0,
де Q1 - тепло, яке виділяється від гарячої води,
Q2 - тепло, яке надходить до чашки та підвищує її температуру.
Спершу розрахуємо Q1, тепло, яке виділяється від гарячої води:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
де m1 - маса гарячої води,
c1 - питома теплоємність води,
ΔT1 - зміна температури гарячої води.
m1 = 200 г (переведено у кількість кілограмів),
c1 = 4 186 Дж/(кг·°C), питома теплоємність води,
ΔT1 = 95°C - 25°C = 70°C.
Розрахунок Q1:
Q1 = 0,2 кг * 4 186 Дж/(кг·°C) * 70°C = 58 604 Дж.
Тепер ми можемо розрахувати Q2, тепло, яке надходить до чашки та підвищує її температуру:
Q2 = m2 * c2 * ΔT2,
де m2 - маса чашки та її вмісту (фарфорова чашка і вода),
c2 - питома теплоємність фарфору,
ΔT2 - зміна температури чашки.
m2 = 120 г (переведено у кількість кілограмів) + 0,2 кг (маса води) = 0,32 кг,
c2 = 100 Дж/(кг·°C), питома теплоємність фарфору.
Знаючи, що Q1 + Q2 = 0, ми можемо визначити ΔT2:
Q1 + Q2 = 0,
58 604 Дж + Q2 = 0,
Q2 = -58 604 Дж.
Тепер розрахуємо ΔT2:
ΔT2 = Q2 / (m2 * c2),
ΔT2 = (-58 604 Дж) / (0,32 кг * 100 Дж/(кг·°C)),
ΔT2 = -1831°C.
Таким чином, температура води у чашці після теплової рівноваги буде від'ємною і не має фізичного сенсу в даному контексті. З цими значеннями щось пішло не так. Можливо, у вас є помилка в початкових даних або у питомій теплоємності фарфору. Перевірте дані та спробуйте задачу знову.