В латунном калориметре массой 200 г находится 800 г воды при температуре 20° С. В воду опускают стальную деталь массой 1,5 кг, нагретую до температуры 80°С. Определить температуру воды после установления теплового равновесия. (Потерями теплоты в калориметре пренебречь.)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
Qст = Qв + Qк,
где Qст - количество теплоты, переданное стали,
Qв - количество теплоты, переданное воде,
Qк - количество теплоты, поглощенное калориметром.

Для стали:
Qст = cст mст ΔT,
где cст - удельная теплоемкость стали, примем равной 0,5 кДж/кг·°С,
mст - масса стали,
ΔT - изменение температуры стали.

Для воды:
Qв = cв mв ΔT,
где cв - удельная теплоемкость воды, примем равной 4,18 кДж/кг·°С,
mв - масса воды,
ΔT - изменение температуры воды.

Так как калориметр из латуни, то его удельная теплоемкость примем равной 0,38 кДж/кг·°С.

Подставив эти значения, получим:
0,5 1,5 (80 - T) = 4,18 0,8 (T - 20) + 0,38 0.2 (T - 20),
0,75 * (80 - T) = 3,344 + 1,256T - 25,12,
60 - 0,75T = 1,256T - 21,776,
1,256T + 0,75T = 60 + 21,776,
2,006T = 81,776.

Отсюда найдем температуру воды после установления теплового равновесия:
T = 81,776 / 2,006 = 40,84°С.

Таким образом, температура воды после установления теплового равновесия будет равна 40,84°С.