Условие задачи:

Воду массой 4,65 кг, взятую при температуре 286 К, нагревают до 308 К погружением куска железа с температурой 773 К. Найти массу куска железа. Теплообменом с окружающими телами и испарением пренебречь.

Задача №5.1.13 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$m_1=4,65$ кг, $T_1=286$ К, $T=308$ К, $T_2=773$ К, $m_2-?$

Решение задачи:

При погружении куска железа в воду в результате теплообмена первый остынет до температуры $T$, а вторая — нагреется до этой температуры. Запишем уравнение теплового баланса:

$${Q_1} = {Q_2}$$

Здесь $Q_1$ — количество теплоты, полученное водой от железа при нагревании, а $Q_2$ — количество теплоты, отданное куском железа воде при остывании. Распишем количества теплоты по известным формулам.

$${c_1}{m_1}\left( {T — {T_1}} \right) = {c_2}{m_2}\left( {{T_2} — T} \right)$$

Удельная теплоемкость воды $c_1$ равна 4200 Дж/(кг·К), а удельная теплоемкость железа $c_2$ — 460 Дж/(кг·К).

Выразим из равенства массу куска железа $m_2$:

$${m_2} = \frac{{{c_1}{m_1}\left( {T — {T_1}} \right)}}{{{c_2}\left( {{T_2} — T} \right)}}$$

Посчитаем ответ:

$${m_2} = \frac{{4200 \cdot 4,65 \cdot \left( {308 — 286} \right)}}{{460 \cdot \left( {773 — 308} \right)}} = 2,009\;кг = 2009\;г$$

Ответ: 2009 г.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

5.1.12 В стакане имеется 250 г воды при температуре 80 C. На сколько понизится температура
5.1.14 Определить удельную теплоемкость трансформаторного масла, если для нагревания 5 т
5.1.15 Тепловая нагрузка горелки водонагревателя равна 25 МДж/ч, вместимость бака 80 л