Термодинамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00007945
Задание №20. Расчётная задача
Термодинамика
№2. Задание 20
ID: 00007945
Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом (см. рис.). Первый кубик изготовлен из цинка, длина его ребра 2 см, а начальная температура $t_1$ = 1 °C. Второй кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура $t_2$ = 74,2 °C. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия. Ответ округлите до целых
Примечание.
Плотности цинка и меди соответственно:
$ρ_ц =7100 \ кг/м^3, ρ_м= 8900 \ кг/м^3$
Удельные теплоемкости цинка и меди соответственно:
$c_ц = 400 \ Дж/(кг\cdot°С), c_м = 400 \ Дж/(кг\cdot°С)$

Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$a_1 = 0{,}02\ \text{м}$, $T_1 = 1\ ^\circ\text{C}$, $a_2 = 0{,}03\ \text{м}$, $T_2 = 74{,}2\ ^\circ\text{C}$, $\rho_{\text{Zn}} = 7100\ \text{кг/м}^3$, $\rho_{\text{Cu}} = 8900\ \text{кг/м}^3$, $c_{\text{Zn}} = c_{\text{Cu}} = 400\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$Найти:
$T_0$ ⠀Решение:
Масса каждого кубика: $$m_{\text{Zn}} = \rho_{\text{Zn}} \cdot a_1^3 = 7100 \cdot (0{,}02)^3 = 7100 \cdot 8 \cdot 10^{-6} = 0{,}0568\ \text{кг},$$ $$m_{\text{Cu}} = \rho_{\text{Cu}} \cdot a_2^3 = 8900 \cdot (0{,}03)^3 = 8900 \cdot 2{,}7 \cdot 10^{-5} = 0{,}2403\ \text{кг}.$$ Из уравнения теплового баланса ($Q_{\text{отд}} = Q_{\text{прин}}$): $$c_{\text{Cu}} m_{\text{Cu}} (T_2 - T_0) = c_{\text{Zn}} m_{\text{Zn}} (T_0 - T_1).$$ Так как $c_{\text{Cu}} = c_{\text{Zn}} = c$, величина $c$ сокращается: $$T_0 = \frac{m_{\text{Cu}} T_2 + m_{\text{Zn}} T_1}{m_{\text{Cu}} + m_{\text{Zn}}} = \frac{0{,}2403 \cdot 74{,}2 + 0{,}0568 \cdot 1}{0{,}2403 + 0{,}0568} \approx \frac{17{,}83 + 0{,}057}{0{,}2971} \approx 60\ ^\circ\text{C}.$$Ответ
60
Видеоразбор
Другие задания по теме «Термодинамика» (8)
- Задание 20 №00040587 — Смешали 3 кг воды при 80 °С и 1,6 кг воды при 10 °С. Определите конечную…
- Задание 20 №00040578 — В сосуд с водой поместили кусок льда, масса которого в 2 раза больше массы…
- Задание 20 №00040568 — Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 1 л воды от 20 ºС до 100 ºС?…
- Задание 20 №00040518 — Сопротивление нагревательного элемента электрочайника равно 12 Ом. В чайник…
- Задание 20 №00040503 — Какова масса медного шарика, прогретого в кипящей воде, если при помещении его…
- Задание 20 №00040456 — В электропечи мощностью 100 кВт полностью расплавили слиток стали за 2,3 часа.…
- Задание 20 №00040454 — Какова масса воды, если известно, что при охлаждении на 7 °С помещённой в неё…
- Задание 20 №00040418 — Зависимость температуры 1 кг воды от времени в процессе охлаждения представлена…