В железный бак массой m = 65 кг, нагретый лучами Солнца до температуры t1 = 30 °С, налили из колодца холодную
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.
Исходя из заданных параметров:
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).
- Вычислим 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 и t1.2 = 5,58 ºC.
Температура в баке после смешивания составит около 5,58 ºC.
- Оценим количество теплоты:
Q = (Cж * m1 + Cв * m2) * (t — t1.2) = (460 * 65 + 4200 * 300) * (27 — 5,58) = 27629658 Дж ≈ 27,6 МДж.
Таким образом, оценочное количество теплоты, полученное баком с водой, составляет примерно 27,6 МДж.