В стеклянный стакан массой 120 грамм налили 200 грамм молока при температуре 80°С. Какое количество теплоты выделится при охлаждении стакана с молоком до 20°С?
Чтобы рассчитать количество теплоты, которое выделится при охлаждении стакана с молоком, необходимо учесть массу стакана, массу молока, их теплоемкость и изменение температуры.
Определяем данные:
- Масса стакана \( m_{стакан} = 120 \) г = 0.12 кг
- Масса молока \( m_{молоко} = 200 \) г = 0.2 кг
- Начальная температура \( T_{нач} = 80 \) °C
- Конечная температура \( T_{кон} = 20 \) °C
- Теплоемкость стекла \( c_{стакан} \approx 840 \) Дж/(кг·°C)
- Теплоемкость молока \( c_{молоко} \approx 3850 \) Дж/(кг·°C)
Считаем изменение температуры:
- Изменение температуры для стакана и молока: \[ \Delta T = T_{нач} - T_{кон} = 80 - 20 = 60 \, °C \]
Рассчитываем количество теплоты, выделяющееся от стакана и молока:
Количество теплоты, выделяемое стаканом: \[ Q_{стакан} = m_{стакан} \cdot c_{стакан} \cdot \Delta T = 0.12 \, \text{кг} \cdot 840 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 60 \, °C \] \[ Q_{стакан} = 0.12 \cdot 840 \cdot 60 = 6048 \, \text{Дж} \]
Количество теплоты, выделяемое молоком: \[ Q_{молоко} = m_{молоко} \cdot c_{молоко} \cdot \Delta T = 0.2 \, \text{кг} \cdot 3850 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 60 \, °C \] \[ Q_{молоко} = 0.2 \cdot 3850 \cdot 60 = 46200 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты: \[ Q_{общ} = Q_{стакан} + Q_{молоко} = 6048 \, \text{Дж} + 46200 \, \text{Дж} = 52248 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, которое выделится при охлаждении стакана с молоком до 20°С, составляет 52248 Дж.
