Цель: Понять и подробно решить задачу.
Дано:
- масса стеклянного стакана m_glass = 120 g
- масса молока m_milk = 200 g
- начальная температура системы T_i = 80 °C
- конечная температура T_f = 20 °C
- теплоёмкости: c_glass ≈ 0.84 J/(g·°C) для стекла, c_milk ≈ 3.9 J/(g·°C) для молока
- изменение температуры ΔT = T_f - T_i = 20 − 80 = −60 °C (модуль изменения 60 °C)
Формула для количества теплоты, выделяющейся при охлаждении обоих материалов: Q = (m_glass·c_glass + m_milk·c_milk)·ΔT Так как теплоотдача идет в окружающую среду, возьмём модуль ΔT и результат будет положительным по величине Heat released.
Подсчёты по компонентам:
Стекло: m_glass·c_glass·ΔT = 120 g · 0.84 J/(g·°C) · 60 °C = 120 · 0.84 · 60 = 6048 J
Молоко: m_milk·c_milk·ΔT = 200 g · 3.9 J/(g·°C) · 60 °C = 200 · 3.9 · 60 = 46800 J
- Сумма: Q_total = 6048 J + 46800 J = 52848 J
Ответ: При охлаждении стакана с молоком до 20 °C выделится примерно 5.28 × 10^4 Дж, то есть about 52.8 кДж.
Примечания:
- Значения c для молока могут немного варьироваться (обычно 3.8–4.0 J/(g·°C)); в диапазоне 3.8–4.0 даст примерно 53–54 кДж. Приведённый расчёт с 3.9 J/(g·°C) даёт 52.8 кДж.
- Здесь предполагается идеальная теплопередача внутри системы и отсутствие потерь тепла в окружение помимо охлаждения.