В латунный калориметр массой т1 = 150 г, содержа
щий воду массой т2 = 200 г при температуре Т1 = 288 К,
опустили железную гирю массой т = 260 г при температуре
Т = 373 К. Определите установившуюся температуру. Удель
ная теплоемкость железа с = 460 Дж/(кг · К), воды —
с2 = 4,19 кДж/(кг · К), латуни — с1 = 380 Дж/(кг · К).
Количество тепла, переданное железной гире, равно количеству тепла, поглощенному водой и латунным калориметром.
1. Определим количество тепла, полученное железной гирей:
Q железо = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q железо = т × с × (Т - Т1)
Q железо = 0.26 кг × 460 Дж/(кг · К) × (373 К - 288 К)
2. Определим количество тепла, поглощенное водой и латунным калориметром:
Q вода = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q вода = т2 × с2 × (Т - Т1)
Q вода = 0.2 кг × 4.19 кДж/(кг · К) × (Т - 288 К)
Q латунь = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q латунь = т1 × с1 × (Т - Т1)
Q латунь = 0.15 кг × 380 Дж/(кг · К) × (Т - 288 К)
Здесь учтено, что удельные теплоемкости даны в разных единицах - Дж/(кг · К) и кДж/(кг · К), соответственно.
3. Зная, что сумма поглощенных теплов равна количеству тепла, полученному железной гирей, мы можем записать уравнение:
Q железо = Q вода + Q латунь
Подставим значения и найдем установившуюся температуру:
0.26 кг × 460 Дж/(кг · К) × (373 К - 288 К) = 0.2 кг × 4.19 кДж/(кг · К) × (Т - 288 К) + 0.15 кг × 380 Дж/(кг · К) × (Т - 288 К)
После решения уравнения, получим значение установившейся температуры.