Задание 8. Температура в лаборатории поддерживается равной 25 °С. В помещение лаборатории вносят два алюминиевых бруска. Первый брусок имеет массу 5 кг и начальную температуру 200 °С, а второй — массу 2 кг и температуру 100 °С. Первый брусок кладут сверху второго. При достижении теплового равновесия оба бруска будут иметь температуру, примерно равную
1) 170 °С
2) 150 °С
3) 114 °С
4) 25 °С
Решение.
В соответствии с законом сохранения энергии более нагретый брусок отдает тепло менее нагретому. В результате этого процесса оба бруска будут иметь одинаковую (равновесную) температуру, а затем, постепенно остывать до комнатной температуры 25 °С. (Это и есть ответ задачи под номером 4).
Для тех кому интересно, продолжим решение и найдем равновесную температуру . Первый (более нагретый) брусок будет отдавать некоторое количество теплоты, равное
,
где c – удельная теплоемкость алюминия; m1=5 кг – масса первого бруска; t1=200 °С – начальная температура бруска. Второй брусок будет поглощать количество теплоты, равное
,
где m2=2 кг – масса второго бруска; t2=100 °С – начальная температура второго бруска. Так как первый брусок отдает ровно такое количество теплоты, которое поглощает второй брусок, то Q1=Q2, получаем:
,
откуда равновесная температура равна
°С.
Ответ: 4.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: