Задача по физике. Теплопередача. Конвекция. Свинцовый брусок массой 10 кг, нагретый до температуры 150°С
поместили в воду массой 20 кг. Начальная температура воды была 10°С.
Определите ее конечную температуру. Потерями тепла пренебречь

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи используем закон сохранения энергии для системы "свинцовый брусок - вода". Считаем, что потери тепла отсутствуют.

Масса свинцового бруска m1 = 10 к
Масса воды m2 = 20 к
Начальная температура свинцового бруска T1 = 150°
Начальная температура воды T2 = 10°C

Обозначим конечную температуру системы за Т (°C).

По закону сохранения энергии для теплопередачи равным будет количество тепла, которое отдает свинцовый брусок воде:

m1 c1 (T - T1) = m2 c2 (T - T2),

где c1 и c2 - удельные теплоемкости материалов (свинца и воды соответственно).

Удельная теплоемкость свинца c1 = 130 Дж/(кг°C)
Удельная теплоемкость воды c2 = 4200 Дж/(кг°C).

Подставляем известные значения и находим конечную температуру:

10 130 (T - 150) = 20 4200 (T - 10)
1300 (T - 150) = 84000 (T - 10)
1300T - 195000 = 84000T - 840000
83000T = 645000
T = 7,77°C.

Итак, конечная температура воды составит около 7,77°C.