Question

Pentru a fi calita, o piesa de otel cu masa de 0.2 kg si temperatura de 880k se introduce intr-un vas cu 6 kg de ulei mineral la temperatura care se stabileste in urma schimbului de caldura.

Answer 1

Temperatura ce se stabileste in urma echilibrului termic pentru doua corpuri puse in contact este data de relatia:
T[°K]=(c1×m1×T1+c2×m2×T2)/(c1×m1+c2×m2)
Cautam in tabelele de materiale caldura specifca pentru otel, c1, si pentru ulei c2.
c1=0,63kJ/kgK=630J/kgK
c2=1,97kJ/kgK=1970J/kgK
Problema ne da celelalte date:
m1=0,2kg
m2=6kg
T1=880°K
T2=300°K
Aplicam acum formula:
T=(630×0,2×880+1970×6×300)/(630×0,2+1970×6)
T=(110880+3546000)/(126+11820)
T=3656880/11946
T=306,1175°K≈306,12°K
Observam ca temperatura este mult mai mica decat avea otelul si creste cu doar aproximativ 6 grade fata de cat avea uleiul. Este normal avand in vedere ca greutatea otelului este cu mult mai mica decat a uleiului.
 0,2kg reprezinta a 30-a parte din 6kg
De asemenea, uleiului ii trebuie mult mai multa caldura pentru a-si creste temperatura cu un grad decat ii trebuie aceleiasi cantitati de otel sa si-o scada cu un grad. Vedem asta din valorile capacitatii calorice a celor doua materiale. Uleiul o are de aproximativ 3 ori mai mare decat a otelului..
Deci credem ca am calculat corect fiindca rezultatul este rational, normal adica.