Как можно охладить чай с температурой 100 °С, используя холодную воду с температурой 15 °С, так чтобы после достижения

Как можно охладить чай с температурой 100 °С, используя холодную воду с температурой 15 °С, так чтобы после достижения теплового равновесия температура в чашке составляла 75 °С? Коэффициенты теплоемкости чая и воды равны c = 4200 Дж/(кг-°С). 1) Каково отношение количества теплоты, отданной чаем, к количеству теплоты, полученному водой? 2) Каково отношение массы чая к массе воды? 3) Если чай все еще слишком горячий, можно ли добавить еще одну такую же порцию?
Добрая_Ведьма

Добрая_Ведьма

Решение:

1) Давайте начнем с определения закона сохранения энергии. Количество теплоты, отданной чаем, должно быть равно количеству теплоты, полученному водой.

Для чая: Qчай=mчайcΔTчай
Для воды: Qвода=mводаcΔTвода

Где:
Qчай - количество теплоты, отданной чаем,
mчай - масса чая,
c - коэффициент теплоемкости,
ΔTчай - изменение температуры чая.

Qвода - количество теплоты, полученное водой,
mвода - масса воды,
ΔTвода - изменение температуры воды.

Мы знаем, что Qчай+Qвода=0 (закон сохранения энергии), так как вся отданная чаю теплота получена водой.

Теперь у нас есть два уравнения:
1) Qчай=mчайcΔTчай
2) Qвода=mводаcΔTвода

Подставим значения, даннные в условии:

Мы знаем, что ΔTчай=100°С75°С=25°С
и ΔTвода=75°С15°С=60°С

Qчай=mчай420025 (1)
Qвода=mвода420060 (2)

Так как Qчай+Qвода=0, то Qчай=Qвода (3)

Подставим значения (1) и (2) в (3):

mчай420025=mвода420060

2) Теперь рассмотрим отношение массы чая к массе воды.
mчай/mвода=60/25

Упрощая это уравнение, получаем:
mчай/mвода=12/5

3) Если чай все еще слишком горячий после добавления одной порции, мы можем добавить еще одну порцию такой же массы. Это не повлияет на наше решение, так как отношение массы чая к массе воды остается постоянным.

Вот и всё!
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello