Какая будет конечная температура после добавления 1 кг воды с температурой 60 градусов Цельсия к термостату

Какая будет конечная температура после добавления 1 кг воды с температурой 60 градусов Цельсия к термостату, содержащему 2 кг воды и 0,5 кг льда при температуре 0 градусов Цельсия?
Хрусталь

Хрусталь

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. Мы можем считать, что вся энергия, потерянная водой, равна энергии, полученной льдом и термостатом.

Для начала, давайте вычислим количество теплоты, которое потеряет вода:

Qпотеря=m1c1(t1t2)

где m1 - масса воды, c1 - удельная теплоемкость воды, t1 - начальная температура воды (60°C), t2 - конечная температура.

Далее, рассчитаем количество энергии, которое получат лед и термостат:

Qполучение=m2c2(t2t3)+m3c3(t2t3)

где m2 и m3 - массы льда и термостата соответственно, c2 и c3 - удельные теплоемкости льда и термостата, t3 - начальная температура льда и термостата (0°C).

Закон сохранения энергии гласит, что потеря энергии водой будет равна получению энергии льдом и термостатом:

Qпотеря=Qполучение

Подставляя значения, получим:

m1c1(t1t2)=m2c2(t2t3)+m3c3(t2t3)

Теперь давайте решим эту уравнение относительно t2:

Раскроем скобки:

m1c1t1m1c1t2=m2c2t2m2c2t3+m3c3t2m3c3t3

Сгруппируем по t2 и t3:

(m2c2+m3c3+m1c1)t2=m1c1t1+m2c2t3+m3c3t3

Делим обе части на m2c2+m3c3+m1c1:

t2=m1c1t1+m2c2t3+m3c3t3m2c2+m3c3+m1c1

Теперь, заполнив значениями в нашем случае:

m1=1кг, c1 - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г°C), t1=60°C

m2=2кг, c2 - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г°C), t3=0°C

m3=0.5кг, c3 - удельная теплоемкость льда (2,09 Дж/г°C)

Подставим значения:

t2=14.18660+24.1860+0.52.09024.186+0.52.09+14.186

t2=2511.613.252

t2189.77

Таким образом, конечная температура после добавления 1 кг воды с температурой 60 градусов Цельсия к термостату, содержащему 2 кг воды и 0,5 кг льда при температуре 0 градусов Цельсия, составит около 189.77 градусов Цельсия.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello