Какова масса железной детали,если на её нагревание от 20 градусов до 200 градусов затрачено 20,7 кДж теплоты ?

Цель задачи: понять и решить пошагово.

Данные и допущения:

• Теплота Q = 20,7 кДж = 2,07 × 10^4 Дж
• Изменение температуры ΔT = 200°C − 20°C = 180 K
• Удельная теплоемкость железа Fe: c ≈ 0,45 кДж/(кг·K) = 450 Дж/(кг·K) (в диапазоне температур близких к комнатной, значение примерно такое; возможны вариации 0,44–0,47 кДж/(кг·K))
• Предполагаем, что нагрев происходит без потерь тепла и теплоёмкость постоянна на этом диапазоне

Формула: Q = m c ΔT → m = Q / (c ΔT)

Расчёты:

1. ΔT = 180 K
2. При c = 0,45 кДж/(кг·K) = 450 Дж/(кг·K): m = 2,07×10^4 Дж / (450 Дж/(кг·K) × 180 K) = 2,07×10^4 / 8,10×10^4 ≈ 0,256 кг То есть примерно 256 г.

Альтернативно, если взять c ≈ 0,46 кДж/(кг·K) (460 Дж/(кг·K)): m ≈ 2,07×10^4 / (460 × 180) ≈ 2,07×10^4 / 8,28×10^4 ≈ 0,25 кг

Ответ: Масса железной детали примерно 0,25–0,26 кг (около 250–260 г). Точное значение зависит от принятого значения удельной теплоёмкости железа в заданном диапазоне температур.