Дано:
- Объем сосуда с техническим спиртом: 2500 дж
- Масса стальной детали: 100 г
- Температура спирта: 20 °C
- Температура детали: 80 °C
Найти:
- Общая температура после теплообмена
Решение:
Для решения данной задачи воспользуемся формулой теплового равновесия:
Q1 + Q2 = 0
где Q1 - теплота, переданная от спирта к детали, Q2 - теплота, переданная от детали к спирту.
Теплота, переданная от одного тела к другому, вычисляется по формуле:
Q = mcΔT,
где m - масса тела,
c - удельная теплоемкость,
ΔT - изменение температуры.
Теплообмен происходит до достижения теплового равновесия, то есть Q1 = -Q2.
Рассчитаем Q1 и Q2:
Q1 = -Q2
m1c1ΔT1 = -m2c2ΔT2
В данной задаче масса и удельная теплоемкость детали и спирта одинаковы:
m1 = m2 = 100 г
c1 = c2
Подставим значения в формулу:
100 * c1 * (80 - T) = -100 * c1 * (T - 20)
Разделим обе части уравнения на 100 * c1 и перенесем все в одну часть:
80 - T = -T + 20
Сократим переменные:
100 = 2T
Теперь найдем T:
T = 50
Ответ: После теплообмена общая температура составит 50 °C.