В железный бак массой m = 65 кг, нагретый лучами Солнца до температуры t1 = 30 °С, налили из колодца холодную воду массой М = 300 кг, имевшую температуру t2 = 5 °С. К вечеру бак с водой нагрелся до температуры Т= 300 К. Оцените количество теплоты, полученное баком с водой.
от

1 Ответ

Исходя из заданных параметров, мы можем вычислить температуру в баке после смешивания и количество переданной теплоты. Исходя из предоставленных данных:

m1 (масса бака) = 65 кг,
t1 (температура бака) = 30 °C,
m2 (масса воды) = 300 кг,
t2 (температура воды) = 5 °C,
t (температура вечером) = 300 K (27 °C),
Cж (удельная теплоемкость железа) = 460 Дж/(кг·К),
Cв (удельная теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг·К).

Для начала, рассчитаем температуру в баке после смешивания. Для этого используем удельные теплоемкости железа и воды, а также массы и исходные температуры бака и воды. Решая уравнение, мы получаем, что температура в баке после смешивания составляет около 5,58 ºC.

Для начала, рассчитаем температуру в баке после смешивания:

Cж * m1 * (t1 - t1.2) = Cв * m2 * (t1.2 - t2).

460 * 65 * (30 - t1.2) = 4200 * 300 * (t1.2 - 5).

29900t1.2 - 897000 = 1260000t1.2 - 6300000.

1289900t1.2 = 7197000, отсюда t1.2 ≈ 5,58 ºC.

Температура в баке после смешивания составит около 5,58 ºC.

Затем, оценим количество переданной теплоты. Для этого используем формулу, которая учитывает массы и удельные теплоемкости железа и воды, а также разницу между температурой вечером и температурой в баке после смешивания. Рассчитывая выражение, мы получаем, что оценочное количество переданной теплоты составляет около 27,6 МДж.

Теперь оценим количество переданной теплоты:

Q = (Cж * m1 + Cв * m2) * (t - t1.2) = (460 * 65 + 4200 * 300) * (27 - 5,58) = 27629658 Дж, что примерно равно 27,6 МДж.

Таким образом, после смешивания температура в баке будет около 5,58 ºC, а количество переданной теплоты будет примерно 27,6 МДж.
от