Question

1 Як визначити масу деякого тіла з допомогою штатива, пружини, лінійки і однієї гирі відомої маси.

З в одній посудині було 100 г води при 80°С, в другій 170 г води при 50ºС. Всю воду злили в залізну
посудину масою 2 кг, що була при 20°С. Яка температура встановилась ?

Answer 1

1. Для визначення маси тіла з використанням штатива, пружини, лінійки і однієї гирі відомої маси можна використовувати принцип рівноваги. Ось послідовність дій:

a. Завісьте тіло на пружину, встановлений на штативі.
b. Зробіть запис про показання лінійки, яке вказує, на якій висоті знаходиться тіло.
c. Зважте гирю відомої маси і також запишіть її масу.
d. Підвісьте гирю на той самий стовбур пружини.
e. Тіло рухатиметься, доки не досягне рівноваги з силою, яку викликає гиря.
f. Зафіксуйте нове показання лінійки.
g. Використовуйте рівняння рівноваги, яке включає масу гирі та відому силу від гирі, щоб знайти масу тіла.

2. Для розрахунку температури, яка встановиться після злиття води з різних температур в залізну посудину, можна використовувати закон збереження енергії. Припустимо, що кінцева температура води буде \(T\) градусів Цельсія.

a. Розрахуйте теплову енергію кожної порції води перед зливанням за допомогою формули \(Q = mcΔT\), де \(m\) - маса води, \(c\) - теплоємність води, \(ΔT\) - зміна температури.
b. Порахуйте суму теплової енергії для обох порцій води.
c. Розрахуйте теплову енергію, яку може поглинути залізна посудина, яка вже мала температуру 20°C.
d. Використовуйте закон збереження енергії (\(Q_{\text{вхід}} = Q_{\text{вихід}}\)) для знайдення кінцевої температури.

Не забудьте враховувати одиниці вимірювання та воду як витрату енергії (позитивну зміну температури) та залізну посудину як надлишкову теплову енергію (негативну зміну температури).