Global EE

Тепловые Явления — Задание 9 Физика 8 Класс №00049015

Задание №9. Практико-Ориентированные Задачи

Тепловые Явления

№2. Задание 9

ID: 00049015

Коля был на экскурсии в кузнечной мастерской. Он увидел, что кузнец опускает в воду заготовку раскалённого металла для того, чтобы она быстро остыла. Коля поговорил с кузнецом и выяснил, что обычно кузнец наливает в сосуд $8$ литров воды комнатной температуры $25\ {}^\circ\text{С}$, и при охлаждении заготовки массой $3\text{ кг}$ вода нагревается на $40\ {}^\circ\text{С}$. В справочнике Коля посмотрел, чему равны удельные теплоёмкости воды и стали — они равны $4200\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$ и $460\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}$. Помогите Коле по этим данным оценить температуру в кузнечной печи. Считайте, что вода при контакте с заготовкой не испаряется. Округлите ответ до целого числа сотен градусов.

Ответ дайте в ${}^\circ\text{С}$.

Источник: ВПР 2024

Решение

Здесь работает простая цепочка: печь раскалила заготовку, заготовка отдала теплоту воде, а по воде мы всё и посчитаем. Вода не испаряется, так что теплота, отданная сталью, вся оказалась в воде.

Воды $8$ литров, это $8\text{ кг}$, ведь литр воды весит килограмм. Нагрелась она на $40\ {}^\circ\text{С}$:

$$Q=4200\cdot8\cdot40=1\,344\,000\text{ Дж}$$

Столько отдала сталь массой $3\text{ кг}$. Найдём, на сколько градусов она остыла:

$$\Delta t_{\text{ст}}=\dfrac{Q}{c_{\text{ст}}m_{\text{ст}}}=\dfrac{1\,344\,000}{460\cdot3}=\dfrac{1\,344\,000}{1380}\approx974\ {}^\circ\text{С}$$

Осталось понять, откуда сталь начала падать. Закончила она вместе с водой, а вода была $25\ {}^\circ\text{С}$ и прибавила $40\ {}^\circ\text{С}$, то есть в конце $65\ {}^\circ\text{С}$. Значит, начинала сталь с температуры:

$$t_{\text{печи}}\approx65+974=1039\ {}^\circ\text{С}$$

Округляем до целого числа сотен градусов и получаем $1000\ {}^\circ\text{С}$.

Проверим себя: $1380\cdot974=1\,344\,120\text{ Дж}$. Практически та же теплота, что получила вода.

Ответ

1000
Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)