Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 4 № 3597
i

В ка­ло­ри­метр с го­ря­чей водой тем­пе­ра­ту­рой 70 °С по­гру­зи­ли сталь­ной ци­линдр, взя­тый при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С. В ре­зуль­та­те в ка­ло­ри­мет­ре уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 60 °С. Затем вме­сто сталь­но­го ци­лин­дра в ка­ло­ри­метр с той же мас­сой го­ря­чей воды той же тем­пе­ра­ту­ры по­гру­зи­ли свин­цо­вый ци­линдр такой же массы, взя­тый при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С. Удель­ная теплоёмкость свин­ца мень­ше удель­ной теплоёмко­сти стали. Какая тем­пе­ра­ту­ра уста­но­вит­ся в ка­ло­ри­мет­ре со свин­цо­вым ци­лин­дром (выше, ниже или рав­ная 60 °С)?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вода на­гре­ва­ет­ся, ме­тал­ли­че­ский ци­линдр охла­жда­ет­ся. В ре­зуль­та­те между ними про­ис­хо­дит теп­ло­об­мен. За­пи­шем урав­не­ние теп­ло­об­ме­на в каж­дом слу­чае:

\beginalign m_1c_в левая круг­лая скоб­ка t_3 минус t_1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс m_2c_ст левая круг­лая скоб­ка t_3 минус t_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =0, m_1c_в левая круг­лая скоб­ка t_4 минус t_1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс m_2c_св левая круг­лая скоб­ка t_4 минус t_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =0. \endalign

Так как на­чаль­ные тем­пе­ра­ту­ры воды и ци­лин­дров оди­на­ко­вые, массы оди­на­ко­вые, но удель­ная теп­ло­ем­кость свин­ца мень­ше удель­ной теп­ло­ем­ко­сти стали, то тем­пе­ра­ту­ра, уста­но­вив­ша­я­ся при рав­но­ве­сии, во вто­ром слу­чае будет боль­ше, чем в пер­вом, т. е. выше 60 °С.

 

Ответ: выше 60 °С.

Источник: ВПР 2021 год по фи­зи­ке 11 класс. Ва­ри­ант 7
Раздел кодификатора ФИПИ: 3.6 Пер­вый закон тер­мо­ди­на­ми­ки