Чтобы рассчитать, какая температура установилась в жидкости, при увеличении её внутренней энергии на 150 кДж, используем формулу для изменения внутренней энергии, которая связана с теплоемкостью:
\[ \Delta U = mc \Delta T \]
где:
- \( \Delta U \) – изменение внутренней энергии,
- \( m \) – масса жидкости,
- \( c \) – удельная теплоемкость жидкости,
- \( \Delta T \) – изменение температуры.
- Начнем с нахождения массы \( m \) жидкости. Объем жидкости \( V \) у нас равен 2 литра (или 0,002 м³). Плотность жидкости \( \rho = 1260 \, \text{кг/м}^3 \).
\[ m = V \cdot \rho = 0,002 \, \text{м}^3 \cdot 1260 \, \text{кг/м}^3 = 2,52 \, \text{кг} \]
- Теперь подставляем известные значения в формулу изменения внутренней энергии. Сначала преобразуем изменение внутренней энергии из кДж в Дж:
\[ \Delta U = 150 \, \text{кДж} = 150000 \, \text{Дж} \]
- Теперь можем подставить все известные значения в уравнение:
\[ 150000 = 2,52 \cdot 2474 \cdot \Delta T \]
- Решаем это уравнение для \( \Delta T \):
\[ \Delta T = \frac{150000}{2,52 \cdot 2474} \]
Выполним расчеты:
\[ \Delta T = \frac{150000}{6238,76} \approx 24,06 \, \text{°C} \]
- Теперь найдем конечную температуру \( T_{final} \). Исходная температура \( T_{initial} = -20 \, \text{°C} \):
\[ T_{final} = T_{initial} + \Delta T = -20 + 24,06 \approx 4,06 \, \text{°C} \]
Таким образом, конечная температура жидкости составляет примерно \( 4,06 \, \text{°C} \).