Теплопередача

Задание №8. Термодинамика

№2. Задание 8

ID: 00014763

В медный калориметр массой 500 г, находившийся при температуре $20\,^{\circ}$ C, налили 200 г воды, температура которой была равна $50\,^{\circ}$ C. Через некоторое время, когда между водой и калориметром установилось тепловое равновесие, температура воды в нём оказалась равной $40\,^{\circ}$ C. Какое количество теплоты было отдано водой и калориметром в окружающую среду? Ответ выразите в джоулях.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Горячая вода остывает и отдаёт тепло. Часть этого тепла достаётся холодному калориметру (он нагревается), а часть уходит наружу — в окружающую среду. Запишем баланс: тепло, отданное водой, $$=$$ тепло, принятое калориметром, $$+$$ потери наружу. Отсюда $Q_{среда}=Q_{вода}-Q_{калориметр}$ . Количество теплоты при нагреве/остывании $Q=cm\Delta t$ .

Шаг 1. Тепло, отданное водой

Вода остыла с $50\,^{\circ}$ C до $40\,^{\circ}$ C: $Q_{вода}=c_в m_в \Delta t_в=4200\cdot 0{,}2\cdot(50-40)=8400$ Дж.

Шаг 2. Тепло, принятое калориметром

Медный калориметр нагрелся с $20\,^{\circ}$ C до $40\,^{\circ}$ C: $Q_{кал}=c_{м} m_{м}\Delta t_{м}=380\cdot 0{,}5\cdot(40-20)=3800$ Дж.

Шаг 3. Потери в окружающую среду

$Q_{среда}=Q_{вода}-Q_{кал}=8400-3800=4600$ Дж.

Ответ

4600

Видеоразбор

Другие задания по теме «Теплопередача» (8)