Какой объем горячей воды при температуре t1=90 градусов по цельсию нужно добавить к объему холодной воды, равному 3,5 л, при температуре t2=10 градусов по цельсию, чтобы получить общий объем воды с температурой t=20 градусов по цельсию? Учтите, что потери теплоты не учитываются. (Удельная теплоемкость воды составляет с=4,2*10^3 дж/кг*с, а плотность воды равна п=1,0*10^3 кг/м^3)
Yagodka
Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Количество теплоты изменяется только при смешивании воды разной температуры. Изначально горячая вода имеет температуру , а холодная вода имеет температуру . Мы хотим получить общую температуру .
Пусть - масса горячей воды (которую мы должны добавить), - масса холодной воды (которая уже есть).
Теплота горячей воды равна:
где - удельная теплоемкость воды, а - разница температур и :
Теплота холодной воды равна:
где - разница температур и :
Закон сохранения энергии утверждает, что теплота, полученная от горячей воды, должна быть равна теплоте, переданной холодной воде:
Подставляя значения и упрощая уравнение, получаем:
Теперь можем решить это уравнение относительно :
Подставляем известные значения:
Теперь можно вычислить :
Вычисляя эту формулу, получаем кг.
Получается, чтобы получить общий объем воды с температурой , нам необходимо добавить примерно 6.19 г горячей воды при к объему холодной воды, равному 3,5 л при .
Пусть
Теплота горячей воды
где
Теплота холодной воды
где
Закон сохранения энергии утверждает, что теплота, полученная от горячей воды, должна быть равна теплоте, переданной холодной воде:
Подставляя значения и упрощая уравнение, получаем:
Теперь можем решить это уравнение относительно
Подставляем известные значения:
Теперь можно вычислить
Вычисляя эту формулу, получаем
Получается, чтобы получить общий объем воды с температурой
Знаешь ответ?