Количество… — Задание Физика 8 Класс №00049472

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Количество Теплоты и Энергия Топлива

№2. Задание без номера

ID: 00049472

В стеклянный стакан массой $120\text{ г}$ , имеющий температуру $15\text{ }{}^\circ\text{С}$ , налили $200\text{ г}$ воды, температура которой $100\text{ }{}^\circ\text{С}$ . При какой температуре установится тепловое равновесие? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Удельная теплоёмкость стекла $840\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$ , воды $4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$ .

Ответ дайте в ${}^\circ\text{С}$ , округлив до целых.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Наливаешь кипяток в холодный стакан: вода немного остывает, а стакан заметно нагревается, пока их температура не сравняется. Эта общая температура $$t$$ и есть тепловое равновесие, её мы и ищем. С воздухом теплообмена нет, значит, вся теплота от воды идёт в стакан.

Стакан нагревается от $$15$$ °С до $$t$$ , его масса $$0{,}12$$ кг. Вода остывает от $$100$$ °С до $$t$$ , её масса $$0{,}2$$ кг.

Записываем уравнение теплового баланса, отданная теплота равна полученной:

$840\cdot 0{,}12\cdot(t-15)=4200\cdot 0{,}2\cdot(100-t)$

Считаем произведения слева и справа:

$$$100{,}8(t-15)=840(100-t)$$$

Раскрываем скобки:

$100{,}8t-1512=84\,000-840t$

Собираем $$t$$ слева, а числа справа:

$940{,}8t=85\,512$

Находим температуру:

$t=\dfrac{85\,512}{940{,}8}\approx 90{,}9\text{ }{}^\circ\text{С}$

Округляем до целых: $$91$$ °С.

Сверим теплоты при $$t=90{,}9$$ °С. Стакан получил $100{,}8\cdot 75{,}9\approx 7651$ Дж, вода отдала $840\cdot 9{,}1\approx 7644$ Дж. Почти поровну, разница из-за округления.

Ответ

Другие задания по теме «Количество Теплоты и Энергия Топлива» (8)