Какую температуру в кузнечной печи можно оценить, исходя из того, что кузнец опускает заготовку раскалённого металла массой

Объяснение: Чтобы определить, какое количество тепла передается от раскаленной заготовки металла к воде и, следовательно, на сколько возрастает температура воды, мы можем использовать формулу для расчета теплоты, передаваемой кому-либо: Q = mcΔT. Где Q — количество теплоты, m — масса вещества, c — удельная теплоемкость вещества, ΔT — изменение температуры.

В данной задаче у нас есть два процесса теплообмена: охлаждение заготовки и нагрев воды.
1. Вычислим количество теплоты, переданной от раскаленной заготовки к воде:
Q_заготовка = mcΔT = 1 * 460 * (T_заготовка — 25)

2. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагрева 5 литров воды на 25 градусов:
Q_вода = mcΔT = 5 * 4200 * 25

Тепло, передаваемое от заготовки к воде, и тепло, необходимое для нагрева воды, должны быть равны, так как они являются обратными процессами. Поэтому:
Q_заготовка = Q_вода

Подставим известные значения и найдем T_заготовка, температуру заготовки:
460 * (T_заготовка — 25) = 5 * 4200 * 25

Решение:
350 * (T_заготовка — 25) = 5 * 4200
T_заготовка — 25 = 5 * 4200 / 350
T_заготовка — 25 = 60
T_заготовка = 85°C

Температура в кузнечной печи может быть приближенно оценена как 85°C.

Совет: Для лучшего понимания и запоминания данной темы, рекомендуется изучать удельные теплоемкости различных веществ и применять их в соответствующих формулах при расчете изменения температуры.

Упражнение: Как изменится температура воды, если к ней добавить раскаленную заготовку массой 2 кг при температуре 100°C? Удельные теплоемкости воды и металла составляют 4200 Дж/(кг * °С) и 460 Дж/(кг * °С) соответственно. (Ответ округлите до ближайшего целого числа)