2. Какое изменение произошло во времени нагрева воды до температуры кипения, когда экспериментатор Глюк добавил горячую

2. Какое изменение произошло во времени нагрева воды до температуры кипения, когда экспериментатор Глюк добавил горячую воду в кастрюлю с холодной водой и включил нагреватель? Значение начальной температуры холодной воды равно 20°С, а конечной температуры кипения - 100°С. Объем добавленной горячей воды составляет 20% от начального объема воды в кастрюле. Теплоемкостью кастрюли можно не учитывать, а мощность нагревателя предполагается постоянной. Потери тепла также не учитываются.
Ивановна

Ивановна

Чтобы решить эту задачу, нам нужно учесть, что при смешивании горячей и холодной воды они достигнут температуры равновесия. После этого они будут нагреваться до точки кипения.

Начнем с того, что найдем изменение температуры горячей воды до температуры равновесия. Зная, что объем добавленной горячей воды составляет 20% от начального объема воды в кастрюле, мы можем сказать, что оставшаяся часть объема кастрюли (80%) занимается холодная вода.

Предположим, что начальный объем воды в кастрюле составляет 100 единиц, тогда объем горячей воды равен 20 единицам (20% от 100). Объем холодной воды будет равен 80 единицам.

Далее, мы учитываем, что разница в температуре между горячей и холодной водой будет уменьшаться до тех пор, пока они не достигнут температуры равновесия. Изначально горячая вода имеет температуру выше, поэтому она будет охлаждаться.

Теперь обратимся к изменению температуры. Начальная температура холодной воды составляет 20°C. Пусть температура равновесия будет \(T\)°C.

Известно, что процентное уменьшение температуры горячей воды равно процентному увеличению температуры холодной воды. Поскольку горячая вода уменьшается на \(T - 100\) градусов (поскольку исходная температура кипения воды составляет 100°C), холодная вода увеличится на \(100 - 20 = 80\) градусов.

Найдем процентное увеличение температуры холодной воды:
\[\frac{{80}}{{20}} \cdot 100\% = 400\%.\]

Теперь приравняем процентные изменения и найдем температуру равновесия:
\(T - 100 = 400 \cdot (T - 20).\)

Решая эту уравнение, получим:
\(T - 100 = 400T - 8000.\)

Перенесем все \(T\) на одну сторону и числа на другую:
\(400T - T = 8000 - 100.\)

Упростим:
\(399T = 7900.\)

Разделим обе стороны на 399:
\(T = \frac{{7900}}{{399}} \approx 19.75.\)

Таким образом, температура равновесия составляет около 19.75°C.

Из всего этого можно сделать вывод, что горячая вода охладится на примерно \(100 - 19.75 = 80.25\) градусов, когда она достигнет температуры равновесия. Это и есть изменение времени нагрева воды до температуры кипения, когда экспериментатор Глюк добавил горячую воду в кастрюлю с холодной водой и включил нагреватель.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello