Global EE

Тепловой Баланс — Задание 21 ОГЭ по физике №00006952

Задание №21. Расчётная задача высокого уровня

Тепловой Баланс

№2. Задание 21

ID: 00006952

Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом. Первый кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура $t₁ = 2 °C$. Второй кубик изготовлен из алюминия, длина его ребра 4 см, а начальная температура $t₂ = 74 °C$. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия.

Примечание.

Плотности алюминия и меди соответственно:

$p_a = 2700$ $кг/м³$, $p_m = 8900$ $кг/м³$.

Удельные теплоемкости алюминия и меди соответственно:

$C_a = 920$ $Дж/(кг·°С)$, $C_m = 400$ $Дж/(кг·°С)$.

Источник: ФИПИ

Решение

При тепловом контакте более горячий алюминий отдаёт тепло, более холодная медь его получает, пока температуры не сравняются. Уравнение теплового баланса: отданное тепло равно полученному.

Массы найдём через плотность и объём (ребро в кубе): $m_{м}=\rho_м a_м^3=8900\cdot0{,}03^3=0{,}240$ кг; $m_{а}=\rho_а a_а^3=2700\cdot0{,}04^3=0{,}173$ кг.

Баланс $c_м m_м(t-t_1)=c_а m_а(t_2-t)$ с $c_м=400$, $c_а=920$ даёт $t=\dfrac{c_м m_м t_1+c_а m_а t_2}{c_м m_м+c_а m_а}\approx46{,}87\,^\circ$C.

Ответ

46,87 °C

Видеоразбор

Другие задания по теме «Тепловой Баланс» (8)