Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Нагрев при помощи ложки

  1. Нагрев при помощи ложки

    МОШ 2021/22, 10 кл.
    5/10

    Алюминиевую ложку погружают в сосуд с кипящей водой, ждут некоторое время, а затем помещают её в двухлитровый термос с чаем (плотность: \(1000\text{ кг/м}^3\)), температура которого в начальный момент времени равна \(t = 20\,^\circ\text{C}\). Тщательно перемешав чай в термосе, ложку вынимают и опять погружают в кипяток, а после снова перемешивают горячей ложкой чай в термосе. Эти операции специальный человек повторяет многократно. На рисунке ниже вы можете видеть сглаженный график зависимости температуры чая в термосе \(t\) от количества \(N\) произведённых «перекладываний» ложки, тонкой линией показана касательная к графику в начальной точке. Определите массу \(m\) ложки. Теплоёмкостью колбы термоса, теплообменом с воздухом в комнате, а также испарением воды из термоса можно пренебречь. Удельные теплоёмкости воды и алюминия равны: \(c_0 = 4200\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}\) и \(c = 900\text{ Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{С)}\). Считайте, что всякий раз погружая ложку в термос или в кипяток, специальный человек дожидается окончания процесса теплообмена между ложкой и жидкостью. В ответе к задаче укажите номер столбца таблицы, в котором стоит значение, наиболее близкое к найденному вами.

    Рисунок
    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Касательная в начале графика описывает самое первое погружение ложки: чай ещё холодный, а ложка нагрета до температуры кипятка. Посмотрите, на сколько градусов нагрелся чай после одного «перекладывания», и запишите для него уравнение теплового баланса.

    Ответ

    Номер столбца 2 (\(m \approx 19\) г).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи