Для решения этой задачи мы можем использовать формулу количества теплоты, выделившегося при охлаждении:
\[ Q = mc\Delta T, \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты,
- \( m \) — масса,
- \( c \) — удельная теплоёмкость,
- \( \Delta T \) — изменение температуры (разность между начальной и конечной температурами).
Дано:
- масса стали \( m = 107 \) г = \( 0,107 \) кг (переходим к килограммам),
- количество теплоты \( Q = 7 \) кДж = \( 7000 \) Дж (переход в джоули),
- удельная теплоёмкость стали \( c = 460 \) Дж/(кг°C),
- конечная температура \( T_к = 29 °C \).
Теперь подставим известные значения в формулу и найдем изменение температуры:
\[ 7000 = 0,107 \cdot 460 \cdot (T_н - 29), \]
где \( T_н \) — начальная температура стали.
Сначала вычислим \( mc \):
\[ mc = 0,107 \cdot 460 = 49,22 \, \text{Дж/°C}. \]
Теперь подставим это значение в уравнение:
\[ 7000 = 49,22 \cdot (T_н - 29). \]
Разделим обе стороны уравнения на \( 49,22 \):
\[ T_н - 29 = \frac{7000}{49,22}, \]
вычисляем правую часть:
\[ T_н - 29 \approx 142,47. \]
Теперь находим начальную температуру:
\[ T_н = 142,47 + 29 \approx 171,47 °C. \]
Таким образом, начальная температура стали до охлаждения была примерно \( 171,5 °C \).