Question

На производстве производят нагрев латунных образцов до 200 °С. Масса одной партии 100 кг. Нагрев осуществляют в резервуаре, изготовленном из стали, наполненном машинным маслом. Изначальная температура масла 25 °С. Какое количество теплоты было затрачено на этот процесс? Масса масла 182 кг, масса пустого резервуара 50 кг. Потерями тепла пренебречь. При решении воспользуйтесь справочными данными. Удельная теплоёмкость машинного масла — 2100 Дж/(кг · °С)

Answer 1

дано:  
Масса латунных образцов m_латунь = 100 кг.  
Температура нагрева T_нагр = 200 °C.  
Начальная температура масла T_нач = 25 °C.  
Масса масла m_масло = 182 кг.  
Масса пустого резервуара m_резервуар = 50 кг.  
Удельная теплоемкость машинного масла c_масло = 2100 Дж/(кг·°C).  
Удельная теплоемкость стали c_сталь ≈ 500 Дж/(кг·°C) (согласно справочным данным).

найти:  
Общее количество теплоты Q, затраченное на нагрев.

решение:  
1) Найдем изменение температуры для масла и резервуара:

ΔT = T_нагр - T_нач = 200 °C - 25 °C = 175 °C.

2) Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева масла:

Q_масло = m_масло * c_масло * ΔT.  
Подставим значения:

Q_масло = 182 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 175 °C.

Выполним расчет:

Q_масло = 182 * 2100 * 175 = 6,659,700 Дж.

3) Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева резервуара:

Q_резервуар = m_резервуар * c_сталь * ΔT.  
Подставим значения:

Q_резервуар = 50 кг * 500 Дж/(кг·°C) * 175 °C.

Выполним расчет:

Q_резервуар = 50 * 500 * 175 = 4,375,000 Дж.

4) Найдем общее количество теплоты, затраченное на нагрев:

Q = Q_масло + Q_резервуар.  
Подставим значения:

Q = 6,659,700 Дж + 4,375,000 Дж = 11,034,700 Дж.

ответ:  
Количество теплоты, затраченное на нагрев, составляет 11,034,700 Дж.