Какая будет конечная температура воды, если в калориметр налили одинаковые массы кипятка и воды, взятой при температуре

Тема: Расчет конечной температуры воды при смешивании с кипятком

Пояснение: Для решения данной задачи нам потребуется применить закон сохранения энергии. Когда мы смешиваем кипяток с водой в калориметре, происходит передача тепла от более горячего объекта (кипятка) к менее горячему объекту (воде), пока они не достигнут теплового равновесия.

Для расчета конечной температуры воды используем формулу:

м1 * c1 * ΔT1 = м2 * c2 * ΔT2

где:
м1 - масса кипятка
м2 - масса воды
c1 - удельная теплоемкость кипятка
c2 - удельная теплоемкость воды
ΔT1 - изменение температуры кипятка
ΔT2 - изменение температуры воды

Удельная теплоемкость (c) - это количество теплоты, необходимое для нагрева единичной массы вещества на 1 °С.

Поскольку кипяток и вода наливаются в калориметр одинаковыми массами, м1 = м2.

При комнатной температуре (20 °С) изменение температуры для обоих веществ составляет ΔT1 = 100 °С (кипяток кипит при 100 °C) и ΔT2 = x - 20, где х - искомая конечная температура воды.

Теперь мы можем составить уравнение:

м1 * c1 * ΔT1 = м2 * c2 * ΔT2

м1 * c1 * 100 = м2 * c2 * (x - 20)

После подстановки м1 = м2 и c1 = c2 получаем:

100 = x - 20

x = 120 °С.

Таким образом, конечная температура воды будет равна 120 °С.

Пример использования: В калориметр налили 100 г кипятка и 100 г воды при температуре 20 °С. Какая будет конечная температура воды?

Совет: Для успешного решения задачи, важно корректно использовать единицы измерения и удельные теплоемкости для каждого вещества.

Упражнение: В калориметр налили 200 г кипятка и 150 г воды при температуре 25 °С. Найдите конечную температуру воды.