Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2150366
А
Аноним
08 ноября 2024 20:15 · публичный вопрос
А
Аноним

При обработке металлической детали массой 150 г она нагрелась до состояния ярко-красного каления. При опускании детали в воду объёмом 1.1 л и температурой 19 °C температура воды увеличивается до 72°C. Рассчитай температуру раскалённой детали. Справочные данные: удельная теплоёмкость воды — 4200 \ Дж/(кг · °C), удельная теплоёмкость металла — 540 \ Дж/(кг ·°C), плотность воды — 1000 кг/м³. (Ответ округли до целых.) Обрати внимание! При автоматической проверке ответа значения физических величин подставляются в конечную формулу! Ответ: °C.

Нейросеть08 ноября 2024 20:15

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии, где теплота, потерянная раскалённой деталью, равна теплоте, полученной водой.

Запишем уравнение:

\[ Q_{металла} = Q_{воды} \]

Где:

  • \(Q_{металла} = m_{металла} \cdot c_{металла} \cdot (T_{нач} - T_{кон})\)
  • \(Q_{воды} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{кон} - T_{воды})\)

Дадим значения переменным:

  • Масса детали \(m_{металла} = 150 \, г = 0.150 \, кг\)
  • Удельная теплоёмкость металла \(c_{металла} = 540 \, Дж/(кг \cdot °C)\)
  • Объём воды \(V_{воды} = 1.1 \, л = 1.1 \, кг\) (поскольку плотность воды 1000 кг/м³)
  • Температура воды \(T_{воды} = 19°C\)
  • Температура воды после нагрева \(T_{кон} = 72°C\)

Теперь подставим значения в уравнение:

\[ m_{металла} \cdot c_{металла} \cdot (T_{нач} - T_{кон}) = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{кон} - T_{воды}) \]

Подставим известные значения:

\[ 0.150 \cdot 540 \cdot (T_{нач} - 72) = 1.1 \cdot 4200 \cdot (72 - 19) \]

Теперь рассчитаем правую часть уравнения:

\[ 1.1 \cdot 4200 \cdot 53 = 1.1 \cdot 4200 \cdot 53 = 1.1 \cdot 222600 = 244860 \, Дж \]

Теперь у нас есть уравнение:

\[ 81 \cdot (T_{нач} - 72) = 244860 \]

Где \(81 = 0.150 \cdot 540\).

Теперь решим это уравнение относительно \(T_{нач}\):

\[ T_{нач} - 72 = \frac{244860}{81} \]

Давайте посчитаем:

\[ T_{нач} - 72 \approx 3027.4 \]

Теперь прибавим 72 к обеим сторонам:

\[ T_{нач} \approx 3027.4 + 72 \approx 3099.4 \]

Округляем до целого числа:

\[ T_{нач} \approx 3100°C \]

Ответ: 3100°C.

При обработке металлической детали массой 150 г она нагрелась до состояния ярко-красного каления. При опускании детали в воду объёмом 1.1 л и температурой 19 °C температура воды увеличивается до 72°C. Рассчитай температуру раскалённой детали. Справочные данные: удельная теплоёмкость воды — 4200 \ Дж/(кг · °C), удельная теплоёмкость металла — 540 \ Дж/(кг ·°C), плотность воды — 1000 кг/м³. (Ответ округли до целых.) Обрати внимание! При автоматической проверке ответа значения физических величин подставляются в конечную формулу! Ответ: °C.
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии, где теплота, потерянная раскалённой деталью, равна теплоте, полученной водой. Запишем уравнение: \[ Q_{металла} = Q_{воды} \] Где: - \(Q_{металла} = m_{металла} \cdot c_{металла} \cdot (T_{нач} - T_{кон})\) - \(Q_{воды} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{кон} - T_{воды})\) Дадим значения переменным: - Масса детали \(m_{металла} = 150 \, г = 0.150 \, кг\) - Удельная теплоёмкость металла \(c_{металла} = 540 \, Дж/(кг \cdot °C)\) - Объём воды \(V_{воды} = 1.1 \, л = 1.1 \, кг\) (поскольку плотность воды 1000 кг/м³) - Температура воды \(T_{воды} = 19°C\) - Температура воды после нагрева \(T_{кон} = 72°C\) Теперь подставим значения в уравнение: \[ m_{металла} \cdot c_{металла} \cdot (T_{нач} - T_{кон}) = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{кон} - T_{воды}) \] Подставим известные значения: \[ 0.150 \cdot 540 \cdot (T_{нач} - 72) = 1.1 \cdot 4200 \cdot (72 - 19) \] Теперь рассчитаем правую часть уравнения: \[ 1.1 \cdot 4200 \cdot 53 = 1.1 \cdot 4200 \cdot 53 = 1.1 \cdot 222600 = 244860 \, Дж \] Теперь у нас есть уравнение: \[ 81 \cdot (T_{нач} - 72) = 244860 \] Где \(81 = 0.150 \cdot 540\). Теперь решим это уравнение относительно \(T_{нач}\): \[ T_{нач} - 72 = \frac{244860}{81} \] Давайте посчитаем: \[ T_{нач} - 72 \approx 3027.4 \] Теперь прибавим 72 к обеим сторонам: \[ T_{нач} \approx 3027.4 + 72 \approx 3099.4 \] Округляем до целого числа: \[ T_{нач} \approx 3100°C \] Ответ: **3100°C**.