Какова будет конечная температура смеси, когда 1,5 кг воды, начальная температура которой составляет 20°C, будет
Инструкция: Для расчета конечной температуры смеси необходимо использовать закон сохранения энергии. Энергия, выделившаяся у взятой массы воды, равна энергии, поглощенной вкипятком и остывшей водой.
Для начала, найдем количество теплоты, поглощенной водой. Масса воды составляет 1,5 кг, а начальная температура — 20°C. Теплоемкость воды дана как 4200 Дж/(кг*°C). Таким образом, количество тепла, поглощенное водой, можно рассчитать по формуле Q = m * c * ΔT, где m — масса, c — теплоемкость, ΔT — изменение температуры. ΔT = конечная температура — начальная температура.
Qводы = 1,5 * 4200 * (Tконечная — 20)
Аналогично, найдем количество теплоты, выделившееся вкипятком. Масса вкипятка составляет 900 г, а начальная температура — 100°C (кипение). Поскольку вкупе теплота воды и вкупа равна нулю, значение количества теплоты вкупа можно рассчитать следующим образом:
Qвкупа = -900 * 4200 * (Tконечная — 100)
Так как система является закрытой, то сумма количеств теплоты должна равняться нулю:
Qводы + Qвкупа = 0
1,5 * 4200 * (Tконечная — 20) — 900 * 4200 * (Tконечная — 100) = 0
Решая данное уравнение найдем значение конечной температуры Tконечная.
Пример использования:
масса воды, mводы = 1.5 кг
начальная температура воды, Tначальная = 20°C
масса вкупа, mвкупа = 900 г
Удельная теплоемкость воды, cводы = 4200 Дж/(кг*°C)
Уравнение: 1.5 * 4200 * (Tконечная — 20) — 900 * 4200 * (Tконечная — 100) = 0
Совет: Помните, что для использования данной формулы нужно знать удельную теплоемкость вещества и начальные условия (массу и начальную температуру) каждого компонента смеси. При решении уравнения убедитесь, что правильно подставили значения и также учтите единицы измерения.
Упражнение:
Масса воды составляет 2 кг, начальная температура 30°C. К ней добавляется кусок железа массой 800 г, начальная температура которого составляет 200°C. Удельная теплоемкость воды равна 4184 Дж/(кг*°C), а железа — 450 Дж/(кг*°C). Какова будет конечная температура смеси? Ответ округлите до целого числа в градусах Цельсия.