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
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:
где - масса воды, - удельная теплоемкость воды, - начальная температура воды (60°C), - конечная температура.
Далее, рассчитаем количество энергии, которое получат лед и термостат:
где и - массы льда и термостата соответственно, и - удельные теплоемкости льда и термостата, - начальная температура льда и термостата (0°C).
Закон сохранения энергии гласит, что потеря энергии водой будет равна получению энергии льдом и термостатом:
Подставляя значения, получим:
Теперь давайте решим эту уравнение относительно :
Раскроем скобки:
Сгруппируем по и :
Делим обе части на :
Теперь, заполнив значениями в нашем случае:
, - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г°C),
, - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/г°C),
, - удельная теплоемкость льда (2,09 Дж/г°C)
Подставим значения:
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.
Для начала, давайте вычислим количество теплоты, которое потеряет вода:
где
Далее, рассчитаем количество энергии, которое получат лед и термостат:
где
Закон сохранения энергии гласит, что потеря энергии водой будет равна получению энергии льдом и термостатом:
Подставляя значения, получим:
Теперь давайте решим эту уравнение относительно
Раскроем скобки:
Сгруппируем по
Делим обе части на
Теперь, заполнив значениями в нашем случае:
Подставим значения:
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?