Чтобы найти, на сколько градусов изменится температура воды, необходимо рассчитать количество энергии, которое выделяется при охлаждении железного бруска, и затем определить, как это количество энергии повлияет на температуру воды.
- Рассчитаем количество энергии, выделившееся при охлаждении железного бруска:
Формула для расчета тепла (энергии) при изменении температуры: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta t \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в Джоулях),
- \( m \) — масса (в кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость (в Дж/(кг*°С)),
- \( \Delta t \) — изменение температуры (разница между начальной и конечной температурой).
Для железного бруска:
- \( m_2 = 0.25 \) кг,
- \( c_Ж = 460 \) Дж/(кг*°С),
- \( t_1 = 90°С \),
- \( t_2 = 10°С \).
Теперь найдем \( \Delta t \): \[ \Delta t = t_1 - t_2 = 90°С - 10°С = 80°С. \]
Теперь подставим все в формулу: \[ Q = m_2 \cdot c_Ж \cdot \Delta t = 0.25 \cdot 460 \cdot 80. \] \[ Q = 0.25 \cdot 36800 = 9200 \text{ Дж}. \]
- Рассчитаем, как это количество теплоты изменит температуру воды:
Используем ту же формулу для воды, но решим уравнение для \(\Delta t\): \[ Q = m_1 \cdot c_В \cdot \Delta t, \] где:
- \( m_1 = 0.5 \) кг (поскольку \( V_1 = 500 \) мл, плотность воды \( \approx 1000 \) кг/м³),
- \( c_В = 4200 \) Дж/(кг*°С).
Решим уравнение для \(\Delta t\): \[ 9200 = 0.5 \cdot 4200 \cdot \Delta t. \]
Теперь выразим \(\Delta t\): \[ \Delta t = \frac{9200}{0.5 \cdot 4200} = \frac{9200}{2100} \approx 4.38°С. \]
Таким образом, температура воды изменится примерно на 4.38°С.