Для решения этой задачи используем принцип сохранения энергии, который гласит, что теплота, потерянная нагретым объектом, равна теплоте, полученной охлаждаемым объектом в идеальных условиях.
Данные:
- Масса масла (m₁) = 100 г = 0,1 кг
- Удельная теплоемкость подсолнечного масла (c₁) ≈ 2,0 кДж/(кг·°С)
- Начальная температура масла (T₁) = 20° С
- Масса детали (m₂) = 50 г = 0,05 кг
- Удельная теплоемкость стали (c₂) ≈ 0,5 кДж/(кг·°С)
- Начальная температура детали (T₂) = 200° С
- Конечная температура (T) – искомая.
Формула для теплоты: Теплота, переданная маслом: Q₁ = m₁ * c₁ * (T - T₁)
Теплота, потерянная деталью: Q₂ = m₂ * c₂ * (T - T₂)
В соответствии с законом сохранения энергии:
Q₁ + Q₂ = 0 (теплота, которую получило масло, равна теплоте, которую потеряла деталь).
Подставим известные значения:
m₁ * c₁ * (T - 20) + m₂ * c₂ * (T - 200) = 0
0,1 * 2 * (T - 20) + 0,05 * 0,5 * (T - 200) = 0
Упростим уравнение:
0,2(T - 20) + 0,025(T - 200) = 0
0,2T - 4 + 0,025T - 5 = 0
0,225T - 9 = 0
0,225T = 9
T = 9 / 0,225
T ≈ 40° С
Итак, округляя до целого, конечная температура масла в калориметре установится примерно на уровне 40°С.
