Щоб охолодити розжарену до 100 градусів чавунну сковорідку масою 2 кг,у неї наливають 0,5 л. води з температурою 12 градусів. до якої температури охолоне сковорідка?
T₁ = 100°C m₁ = 2 кг с₁ = 500 Дж/(кг·°С) -- питома теплоємність чавуну t₂ = 12°C с₂ = 4200 Дж/(кг·°С) -- питома теплоємність води ρ = 1000 кг/м³ -- густина води V = 0,5 л = 0,5 дм³ = 0,5·10⁻³ м = 5·10⁻⁴ м -- об'єм води t = ? -- температура, до якої охолоне сковорідка
m₁ = 2 кг
с₁ = 500 Дж/(кг·°С) -- питома теплоємність чавуну
t₂ = 12°C
с₂ = 4200 Дж/(кг·°С) -- питома теплоємність води
ρ = 1000 кг/м³ -- густина води
V = 0,5 л = 0,5 дм³ = 0,5·10⁻³ м = 5·10⁻⁴ м -- об'єм води
t = ? -- температура, до якої охолоне сковорідка
Рівняння теплового балансу: с₁·m₁·(t₁ - t) = с₂·ρV·(t - t₂).
с₁·m₁·t₁ + с₂·ρV·t₂ = с₁·m₁·t + с₂·ρV·t
t = (с₁·m₁·t₁ + с₂·ρV·t₂)/(с₁·m₁ + с₂·ρV)
t = (500·2·100 + 4200·1000·5·10⁻⁴·12)/(500·2 + 4200·1000·5·10⁻⁴) ≈ 40,4°C