Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения энергии. В данном случае вся теплота, выделяющаяся при сгорании торфа, будет передана медному стакану, что приведет к изменению его температуры.
Шаг 1: Найдем количество теплоты, выделяющееся при сгорании торфа.
Для этого воспользуемся формулой: \[ Q = m \cdot q \] где:
- \(Q\) — количество теплоты (в Дж),
- \(m\) — масса торфа (в кг),
- \(q\) — удельная теплота сгорания торфа (в Дж/кг).
Подставим известные значения:
- Масса торфа: \(m = 16 \text{ г} = 0,016 \text{ кг} \) (переведем в килограммы).
- Удельная теплота сгорания торфа: \(q = 1,4 \times 10^7 \text{ Дж/кг}\).
Теперь можем рассчитать \(Q\): \[ Q = 0,016 \cdot 1,4 \times 10^7 = 224000 \text{ Дж} \]
Шаг 2: Найдем, на сколько градусов нагреется медный стакан.
Теперь используя вновь найденное \(Q\), можем вычислить изменение температуры медного стакана с помощью формулы: \[ Q = m' \cdot c \cdot \Delta T \] где:
- \(m'\) — масса медного стакана (в кг),
- \(c\) — удельная теплоемкость меди (в Дж/кг·°C),
- \(\Delta T\) — изменение температуры (в °C).
Известно, что:
- Масса стакана: \(m' = 800 \text{ г} = 0,8 \text{ кг}\).
- Удельная теплоемкость меди: \(c = 400 \text{ Дж/кг·°C}\).
Теперь подставим известные значения в формулу: \[ 224000 = 0,8 \cdot 400 \cdot \Delta T \]
Шаг 3: Решим уравнение для \(\Delta T\):
\[ 224000 = 320 \cdot \Delta T \] Для нахождения \(\Delta T\) разделим обе стороны уравнения на 320: \[ \Delta T = \frac{224000}{320} = 700 \text{ °C} \]
Шаг 4: Находим конечную температуру стакана.
Начальная температура стакана: 30 °C. Теперь добавим изменение температуры: \[ T_{final} = T_{initial} + \Delta T = 30 + 700 = 730 \text{ °C} \]
Таким образом, медный стакан нагреется до температуры 730 °C.