Стальное изделие закалялось нагреванием до температуры 800 С с последующим опусканием в масло (m масла - 2 кг), взятое при температуре 10 С. При этом масло нагрелось до температуры 40 С.Найдите m стального изделия, если при переносе в масло оно охладилось на 20 С. (уд. теплоемкость масла-2100Дж/кг С стали=0,46 кДж/кг * С)
Для решения задачи необходимо применить закон сохранения энергии, который говорит о том, что количество теплоты, переданное стальным изделием, равно количеству теплоты, полученной маслом.
Обозначим данные задачи:
Рассчитаем количество теплоты, которое получил масло при нагреве: [ Q{\text{масло}} = m{\text{масло}} \cdot c{\text{масло}} \cdot (T{\text{масло кон}} - T_{\text{масло нач}}) ]
Подставим значения: [ Q{\text{масло}} = 2 \, \text{кг} \cdot 2100 \, \text{Дж/кг} \cdot ^\circ\text{C} \cdot (40 \, ^\circ\text{C} - 10 \, ^\circ\text{C}) ] [ Q{\text{масло}} = 2 \cdot 2100 \cdot 30 ] [ Q_{\text{масло}} = 126000 \, \text{Дж} ]
Теперь найдем количество теплоты, которое отдало стальное изделие при охлаждении: [ Q{\text{сталь}} = m{\text{сталь}} \cdot c{\text{сталь}} \cdot (T{\text{нач}} - T_{\text{кон}}) ]
Подставим значения: [ 126000 \, \text{Дж} = m{\text{сталь}} \cdot 460 \, \text{Дж/кг} \cdot ^\circ\text{C} \cdot (800 \, ^\circ\text{C} - 780 \, ^\circ\text{C}) ] [ 126000 = m{\text{сталь}} \cdot 460 \cdot 20 ] [ 126000 = m{\text{сталь}} \cdot 9200 ] [ m{\text{сталь}} = \frac{126000}{9200} ] [ m_{\text{сталь}} \approx 13.7 \, \text{кг} ]
Таким образом, масса стального изделия составляет примерно 13.7 кг.
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения теплоты. По формуле Q1 + Q2 = 0, где Q1 - тепло, переданное стальному изделию, Q2 - тепло, переданное маслу. Q1 = c m ΔT1, где c - удельная теплоемкость стали, m - масса стального изделия, ΔT1 - изменение температуры стали. Q2 = c m2 ΔT2, где m2 - масса масла, ΔT2 - изменение температуры масла. Подставляем известные значения и находим m - массу стального изделия. 0,46 m 790 = 2100 2 30 + 0,46 m 20 0,46 790 m = 126000 m = 126000 / (0,46 * 790) ≈ 68,1 кг Итак, масса стального изделия составляет около 68,1 кг.
Для решения данной задачи используем закон сохранения теплоты.
Пусть m - масса стального изделия, С - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры стали при закаливании, m1 - масса масла, C1 - удельная теплоемкость масла, ΔT1 - изменение температуры масла при опускании стали.
Тогда по закону сохранения теплоты:
m C ΔT = m1 C1 ΔT1
m 0,46 (800 - 10) = 2 2100 (40 - 10)
0,46m 790 = 2 2100 * 30
0,46m * 790 = 126000
m = 126000 / (0,46 * 790)
m ≈ 68,48 кг
Итак, масса стального изделия составляет примерно 68,48 кг.
