11. воду массой 400 г при температуре 10°С положили кусок горячей стали массой Свода = 4200 Дж/кг °С; Сети 500 Дж/кг °С (а) Напишите уравнение теплового баланса для воды и стали. [1] (b) Определите температуру установившегося теплового равновесия
Ответы
Ответ:
(a) Уравнение теплового баланса для воды и стали можно записать следующим образом:
масса_воды * теплоемкость_воды * (конечная_температура_воды - начальная_температура_воды) + масса_стали * теплоемкость_стали * (конечная_температура_стали - начальная_температура_стали) = 0
(b) Для определения температуры установившегося теплового равновесия можно решить уравнение теплового баланса, приравняв его к нулю, так как в этом случае нет никакого обмена теплом между системами. Подставим значения из условия задачи:
400 г * теплоемкость_воды * (конечная_температура_воды - 10°C) + масса_стали * теплоемкость_стали * (конечная_температура_стали - начальная_температура_стали) = 0
Отсюда можно выразить конечную температуру установившегося теплового равновесия. Заметим, что теплоемкость выражает количество энергии, необходимое для изменения температуры вещества на единицу массы на один градус Цельсия. Обозначим ее как Cv (теплоемкость воды) и Cs (теплоемкость стали). Тогда уравнение примет вид:
400 г * Cv * (конечная_температура_воды - 10°C) + 4200 Дж/кг°C * (вес_стали / 1000 кг) * (конечная_температура_стали - начальная_температура_стали) = 0
Решив это уравнение, можно найти конечную температуру установившегося теплового равновесия.
МОЖНО ЛУЧШИЙ ОТВЕТ ПРОШУ ОЧЕНЬ ДОЛГО ПИСАЛ