Question

Stalowe ostrze siekiery o masie 400g nagrzano do temp 800*C i w celu zahartowania zanurzono do wody o masie 10 kg i temp 20*C do jakiej temp ochłodzi się ostrze ??

Answer 1

masa stali=400g =>0,4kg

cw stali=500J/kg*C 

temp. stali=800 C

masa wody=10kg

cw wody=4200J/kg*C,
temp. wody=20*C
cieplo Qo oddane przez stal = ciepło Qp pobrane przez wodę
m1*c*[t1-tk] = m2*cw*[tk-t2]
0,4kg*500J/kg*C[800*C-tk] = 10kg*4200J/kg*C[tk-20*C]
160 000 - 200tk = 42 000tk - 840 000
41 800 tk = 1 000 000 *C
tk = 23,9*C
stal ochłodzi się do ok. 23,9*C

Answer 2

m1 =400g =>0,4kg

cw1=500J/kg*C 

t1=800 C

m2=10kg

cw2=4200J/kg*C,
t2=20*C

t3=?

 

Równanie bilansu cieplnego
 m1*cw1*[t1-t3] = m2*cw2*[t3-t2]

m1*cw1/m2*cw2  = (t3-t2) / (t1-t3)

0,4kg*500J/kg*C /10kg*4200J/kg*C= (t3-20C) / (800C-t3)

 200 / 42000 =  (t3-20C) / (800C-t3)
 0,00476 *(800*C-t3) = (t3-20C)

3,81 C - 0,00476 t3 = t3 - 20 C

23,81 C = 1,00476 t3

t3 = 23,69 C
 

tmperatura po wyrównaiu wynisie ok 23 , 7 C