Для того чтобы найти ( t_2 ) из формулы ( Q = cm(t_2 - t_1) ), нужно выполнить несколько шагов по преобразованию данного уравнения. Давайте разберем этот процесс поэтапно.
Начальная формула:
[
Q = cm(t_2 - t_1)
]
где:
- ( Q ) — количество теплоты,
- ( c ) — удельная теплоемкость вещества,
- ( m ) — масса вещества,
- ( t_1 ) — начальная температура,
- ( t_2 ) — конечная температура.
Цель:
Нам нужно выразить ( t_2 ) через остальные переменные.
Разделим обе стороны уравнения на ( cm ) для изоляции выражения, содержащего ( t_2 ):
[
\frac{Q}{cm} = t_2 - t_1
]
Добавим ( t_1 ) к обеим сторонам уравнения, чтобы изолировать ( t_2 ):
[
\frac{Q}{cm} + t_1 = t_2
]
Запишем итоговую формулу:
[
t_2 = \frac{Q}{cm} + t_1
]
Таким образом, конечная температура ( t_2 ) выражается как:
[
t_2 = \frac{Q}{cm} + t_1
]
Теперь разберем, что это означает на практике. Допустим, у нас есть некоторый материал с известной массой ( m ) и удельной теплоемкостью ( c ). Мы знаем, сколько теплоты ( Q ) этот материал получил или отдал, и какая была его начальная температура ( t_1 ). Используя вышеприведенную формулу, мы можем вычислить его конечную температуру ( t_2 ).
Пример:
Предположим, что у нас есть 2 кг воды (удельная теплоемкость воды ( c = 4186 \text{ Дж/(кг·°C)} )), которая нагрелась на 40000 Дж теплоты. Начальная температура воды была 20°C. Найдем конечную температуру ( t_2 ).
Подставляем значения в формулу:
[
t_2 = \frac{40000}{4186 \times 2} + 20
]
Выполним вычисления:
[
t_2 = \frac{40000}{8372} + 20 \approx 4.78 + 20 = 24.78
]
Таким образом, конечная температура воды составляет примерно 24.78°C.
Эти шаги и формула позволяют вам найти конечную температуру вещества при известных значениях количества теплоты, удельной теплоемкости, массы и начальной температуры.