Яким має бути відношення мас m2/m1, щоб отримати воду за температури 40 градусів, змішуючи воду масою m1 за температури

Яким має бути відношення мас m2/m1, щоб отримати воду за температури 40 градусів, змішуючи воду масою m1 за температури 80 градусів та воду масою m2 за температури 20 градусів? Можна не враховувати теплообмін з навколишнім середовищем.
Vintik

Vintik

Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон сохранения тепла. Закон сохранения тепла гласит, что количество тепла, переданного от одного тела к другому, равно количеству тепла, полученного другим телом.

Мы знаем, что вода массой m1 имеет температуру 80 градусов, а вода массой m2 имеет температуру 20 градусов. Мы также знаем, что итоговая смесь должна иметь температуру 40 градусов.

Давайте обозначим \(m_1\) - массу воды, которая имеет температуру 80 градусов, и \(m_2\) - массу воды, которая имеет температуру 20 градусов.

Степень нагрева (разница в температуре), которую нужно получить при смешивании воды разных температур, равна разнице исходных температур. Так что степень нагрева равна 80 - 40 = 40 градусов.

Пользуясь законом сохранения тепла, можем записать:

\(m_1 \cdot 80 + m_2 \cdot 20 = (m_1 + m_2) \cdot 40\)

Мы хотим найти отношение \(m_2/m_1\), так что давайте представим это отношение как \(x = m_2/m_1\).

Теперь мы можем переписать уравнение, используя \(x\):

\(m_1 \cdot 80 + x \cdot m_1 \cdot 20 = (m_1 + x \cdot m_1) \cdot 40\)

Упростим это уравнение:

\(80 + 20x = (1 + x) \cdot 40\)

Раскроем скобки:

\(80 + 20x = 40 + 40x\)

Теперь выразим \(x\):

\(80 - 40 = 40x - 20x\)

\(40 = 20x\)

\(x = 2\)

Таким образом, получаем \(m_2/m_1 = 2\). Чтобы получить воду при температуре 40 градусов, необходимо смешать воду в соотношении 2:1. То есть, масса воды с температурой 20 градусов должна быть в два раза больше, чем масса воды с температурой 80 градусов.

Надеюсь, это решение понятно! Если у вас есть ещё вопросы, не стесняйтесь задавать.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello