Охлаждение/Нагрев

Задание №8. Расчетная Задача. Тепловые Явления

№2. Задание 8

ID: 00006035

Температура в лаборатории поддерживается равной 25 °С. В помещение лаборатории вносят два алюминиевых бруска. Первый брусок имеет массу 1 кг и начальную температуру 200 °С, а второй - массу 2 кг и температуру 100 °С. Первый брусок кладут сверху второго. Какую температуру будут иметь бруски при достижении теплового равновесия?

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

$T_\text{комн} = 25$ °C (поддерживается постоянной)
брусок 1: $$m_1 = 1$$ кг, $$T_1 = 200$$ °C (алюминий)
брусок 2: $$m_2 = 2$$ кг, $$T_2 = 100$$ °C (алюминий)
бруски не теплоизолированы от комнаты

Найти:

$T_\text{кон}$ — температуру после установления теплового равновесия

Решение:

Главное в условии — температура в лаборатории держится постоянной, $$25$$ °C. Значит, бруски лежат не в закрытом термосе, а в открытой комнате и обмениваются теплом с ней. Комната тут — как огромный бассейн: сколько тепла в него ни вылей, его температура не сдвинется. Такую «бездонную» среду называют термостатом.

В тепловом равновесии все соприкасающиеся тела принимают одну и ту же температуру. Бруски будут остывать, пока не сравняются с комнатой:

$T_\text{кон} = T_\text{комн} = 25 \text{ °C}.$

Их начальные температуры и массы на итог не влияют: рано или поздно оба бруска примут температуру комнаты — $$25$$ °C.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Охлаждение/Нагрев» (8)