Задача про нагрев двух тел до общего равновесного T_f с данным количеством теплоты Q.
Данные:
- Медный стакан: m_Cu = 0,3 кг, c_Cu ≈ 0,385 кДж/(кг·K)
- Спирт: m_spirt = 0,5 кг, c_spirt ≈ 2,44 кДж/(кг·K)
- Теплота: Q = 2,5 кДж
- Начальная температура: T_i = 0°C (для обоих тел)
Пусть конечная температура обоих тел равна T_f. Тогда
Q = m_Cu c_Cu (T_f - T_i) + m_spirt c_spirt (T_f - T_i)
Так как T_i = 0°C, имеем
Q = (m_Cu c_Cu + m_spirt c_spirt) T_f => T_f = Q / (m_Cu c_Cu + m_spirt c_spirt)
Расчёт:
- m_Cu c_Cu = 0,3 × 0,385 = 0,1155 кДж/К
- m_spirt c_spirt = 0,5 × 2,44 = 1,22 кДж/К
- Сумма = 0,1155 + 1,22 = 1,3355 кДж/К
T_f = 2,5 / 1,3355 ≈ 1,872 К ≈ 1,87°C
Ответ (округление до целого): 2°C
Замечания:
- Предположено отсутствие потерь тепла в окружение и отсутствие фазовых переходов.
- Если нужны другие значения для cp (например, другая жидкость), результат изменится.