Какая будет конечная температура в калориметре, если в него будет добавлено 170 г перегретой воды при температуре

Хорошо, чтобы определить конечную температуру в калориметре, мы можем использовать закон сохранения энергии. Закон сохранения энергии гласит, что внешняя энергия, добавляемая в систему, должна быть равной изменению энергии системы. В данном случае, энергия системы будет состоять из энергии перегретой воды и энергии переохлажденной воды в калориметре.

Для начала найдем энергию, добавляемую перегретой водой. Для этого мы используем следующую формулу:

\(Q_1 = mc\Delta T\)

где \(Q_1\) - добавленная энергия, \(m\) - масса вещества (в данном случае перегретой воды), \(c\) - специфическая теплоемкость вещества и \(\Delta T\) - изменение температуры.

Подставим известные значения:

\(m_1 = 170\) г (масса перегретой воды)

\(c_1 = 4.18\) Дж/г°C (теплоемкость воды)

\(\Delta T_1 = 120\)°C (изменение температуры перегретой воды)

Вычислим \(Q_1\):

\(Q_1 = 170 \cdot 4.18 \cdot 120\)

Теперь найдем энергию, содержащуюся в переохлажденной воде в калориметре. Для этого мы используем ту же формулу:

\(Q_2 = mc\Delta T\)

где \(Q_2\) - энергия, содержащаяся в переохлажденной воде, \(m_2\) - масса вещества (в данном случае переохлажденной воды), \(c\) - специфическая теплоемкость вещества и \(\Delta T_2\) - изменение температуры.

Подставим известные значения:

\(m_2 = 1000\) г (масса переохлажденной воды)

\(c_2 = 4.18\) Дж/г°C (теплоемкость воды)

\(\Delta T_2 = T - (-10)\)°C (изменение температуры)

Теперь, чтобы найти конечную температуру \(T\) в калориметре, мы можем использовать формулу:

\(Q_1 + Q_2 = 0\)

Подставим значения \(Q_1\) и \(Q_2\):

\(170 \cdot 4.18 \cdot 120 + 1000 \cdot 4.18 \cdot (T - (-10)) = 0\)

Теперь найдем значение \(T\):

\(170 \cdot 4.18 \cdot 120 + 1000 \cdot 4.18 \cdot T + 1000 \cdot 4.18 \cdot 10 = 0\)

Упростим выражение:

\(20136 + 4180T + 41800 = 0\)

\(4180T = -20136 - 41800\)

Найдем \(T\):

\(T = \frac{-20136 - 41800}{4180}\)

\(T \approx -15.21\)°C

Итак, конечная температура в калориметре будет около -15,21°C