ID: 00010810
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
$T_{\text{комн}} = 25$ °C (поддерживается постоянной)
брусок 1: $m_1 = 1$ кг, $T_1 = 200$ °C
брусок 2: $m_2 = 2$ кг, $T_2 = 100$ °C
бруски не теплоизолированы от комнаты
$T_{\text{кон}}$ — температуру после установления теплового равновесия
Главное в задаче — слова «температура в лаборатории поддерживается постоянной и равной 25 °C». Значит, бруски не закрыты от комнаты: они обмениваются теплом не только друг с другом, но и с окружающим воздухом.
Комната играет роль термостата — у неё огромная теплоёмкость, поэтому её температура не меняется, сколько бы тепла ни отдали ей бруски.
В тепловом равновесии все тела, находящиеся в контакте, принимают одинаковую температуру. Поэтому оба бруска, независимо от начальных температур и масс, в итоге примут температуру комнаты:
$$T_{\text{кон}} = T_{\text{комн}} = 25 \text{ °C}.$$