В затишном кафе, на вулиці з плетеними меблями, стояла чашечка кави, з місцевих погребів, великих Шато. Скільки віддасть тепла в навколишнє середовище чашечка кави, поки вчитель фізики чекає на її охолодження від температури 90 градусів цельсія до 50 градусів цельсія. Маса напою 150 грам, теплоємність кави 4200 Дж/(кг*С), маса чашки 100 грам, теплоємність чашки 400 Дж/(кг*С)
Ответы
Відповідь:Для розв'язання цієї задачі використаємо закон збереження енергії. Тепло, віддане чашечкою кави, дорівнює теплу, яке вона втратила під час охолодження.
Для обчислення тепла, відданого чашечкою кави, скористаємося формулою:
Q = m * c * ΔT,
де Q - тепло, m - маса, c - теплоємність, ΔT - зміна температури.
Спочатку розглянемо каву:
m_кави = 150 г,
c_кави = 4200 Дж/(кг*°C),
ΔT_кави = 50°C - 90°C = -40°C (кава охолоджується).
Q_кави = m_кави * c_кави * ΔT_кави
Q_кави = 0.15 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * (-40°C) = -25200 Дж.
Тепер розглянемо чашку:
m_чашки = 100 г,
c_чашки = 400 Дж/(кг*°C),
ΔT_чашки = 50°C - 90°C = -40°C (чашка охолоджується).
Q_чашки = m_чашки * c_чашки * ΔT_чашки
Q_чашки = 0.1 кг * 400 Дж/(кг*°C) * (-40°C) = -1600 Дж.
Загальне тепло, віддане в навколишнє середовище, дорівнює сумі тепла, відданого кавою і чашкою:
Q_загальне = Q_кави + Q_чашки
Q_загальне = -25200 Дж - 1600 Дж
Q_загальне = -26800 Дж.
Отже, чашечка кави віддає навколишньому середовищу 26800 Дж енергії, поки охолоджується від 90°C до 50°C.
Пояснення: