Почему при плавлении и отвердевании различные вещества ведут себя различно?
Ответы
Энергия, отдаваемая при охлаждении горячей воды, тратится на нагрев чайника. После достижения равновесия температура воды и чайника уравняются, обозначим равновесную температуру за T.
При охлаждении воды массой M1 от температуры T1 до T выделится энергия Q = C1 M1 (T1 - T)
При нагреве чайника массой M2 от температуры T2 до T поглотится энергия Q = C2 M2 (T - T2)
Уравнение теплового баланса: C1 M1 (T1 - T) = C2 M2 (T - T2)
Находим из него T:
C1 M1 T1 - C1 M1 T = C2 M2 T - C2 M2 T2
C1 M1 T1 + C2 M2 T2 = C1 M1 T + C2 M2 T [*]
(C1 M1 + C2 M2) T = C1 M1 T1 + C2 M2 T2
T = (C1 M1 T1 + C2 M2 T2) / (C1 M1 + C2 M2)
Подставляем числа (формула - отношение, поэтому достаточно, чтобы величины имели одинаковые размерности, переводить в СИ необязательно):
T = (4200 * 600 * 95 + 400 * 500 * 15) / (4200 * 600 + 400 * 500) = 89 °С
ответ. 89 °C.
Хочу сделать 2 замечания.
1) Исходные температуры были даны с точностью до двух знаков, поэтому у меня в ответе оставлены две значащие цифры. Если подставлять выражение в калькулятор, выйдет 89,117647..., но оставлять слишком большое количество знаков будет ошибкой.
2) Взглянем на выражение, помеченное [*]. Если думать, что нагретое до температуры T тело обладает энергией CMT, то написан закон сохранения энергии: в начальном и конечном состояниях суммарные энергии воды и чайника равны.
При охлаждении воды массой M1 от температуры T1 до T выделится энергия Q = C1 M1 (T1 - T)
При нагреве чайника массой M2 от температуры T2 до T поглотится энергия Q = C2 M2 (T - T2)
Уравнение теплового баланса: C1 M1 (T1 - T) = C2 M2 (T - T2)
Находим из него T:
C1 M1 T1 - C1 M1 T = C2 M2 T - C2 M2 T2
C1 M1 T1 + C2 M2 T2 = C1 M1 T + C2 M2 T [*]
(C1 M1 + C2 M2) T = C1 M1 T1 + C2 M2 T2
T = (C1 M1 T1 + C2 M2 T2) / (C1 M1 + C2 M2)
Подставляем числа (формула - отношение, поэтому достаточно, чтобы величины имели одинаковые размерности, переводить в СИ необязательно):
T = (4200 * 600 * 95 + 400 * 500 * 15) / (4200 * 600 + 400 * 500) = 89 °С
ответ. 89 °C.
Хочу сделать 2 замечания.
1) Исходные температуры были даны с точностью до двух знаков, поэтому у меня в ответе оставлены две значащие цифры. Если подставлять выражение в калькулятор, выйдет 89,117647..., но оставлять слишком большое количество знаков будет ошибкой.
2) Взглянем на выражение, помеченное [*]. Если думать, что нагретое до температуры T тело обладает энергией CMT, то написан закон сохранения энергии: в начальном и конечном состояниях суммарные энергии воды и чайника равны.
Ответить на вопрос
Поделитесь своими знаниями, ответьте на вопрос:
ответ: А) 4 минуты; В) участок ВС; С) 8 минут.
Объяснение:
А) Кристаллизация меди, то есть её переход из жидкого состояния в твёрдое, происходит при температуре T=1083°C. Из графика следует, что до этой температуры от начальной температуры Т=1250°С медь остывает в течение 4 минут.
В) Так как кристаллизация меди происходит при постоянной температуре, то этому процессу соответствует участок графика ВС. Из графика следует, что процесс кристаллизации продолжался в течение 12-4=8 минут.
С) После того, как вся медь перешла в твёрдое состояние, она начала охлаждаться. Из графика следует, что охлаждение меди от Т=1083°С до Т=45°С происходило в течение времени 20-12=8 минут.