5 литровая вода при температуре 20 °С наливается в термос объемом 8 литров. Вода нагревается до температуры

Название: Расчет изменения температуры воды при смешении

Объяснение:
Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для смешения тепла между двумя телами с разными температурами. Формула имеет вид:

Q1 = Q2

где Q1 - количество тепла, переданного от подогреваемого тела (в данном случае, вода), и Q2 - количество тепла, полученное вторым телом (термос).

Тепло, переданное воде, можно рассчитать по формуле:

Q1 = m * c * ΔT

где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Тепло, полученное термосом, можно рассчитать также:

Q2 = m' * c' * ΔT'

где m' и c' - масса и удельная теплоемкость термоса, ΔT' - изменение температуры термоса.

Так как вода наливается в термос, то масса воды в термосе будет равна массе термоса. Массу термоса обозначим как m'.

Удельная теплоемкость воды c принимается за показательную (4.18 Дж/(г*°С)), а удельная теплоемкость термоса c' можно принять за 0.84 Дж/(г*°С).

Так как вода нагревается от 20 °С до 90 °С, то изменение температуры ΔT будет равно 90 - 20 = 70 °С.

Используя формулу Q1 = Q2 и подставляя известные значения, мы можем найти конечную температуру воды в термосе:

m * c * ΔT = m' * c' * ΔT'

Заметим, что масса воды m равна 5 литрам, что эквивалентно 5000 граммам. Таким образом, m = 5000 г.

Осталось найти m', для этого мы знаем, что m' равняется 8 литрам, что эквивалентно 8000 граммам. Так что m' = 8000 г.

Теперь мы можем решить уравнение и найти ΔT':

5000 г * 4.18 Дж/(г*°С) * 70 °С = 8000 г * 0.84 Дж/(г*°С) * ΔT'

Используя эти значения, мы можем вычислить ΔT':

1470 000 Дж = 6720 г * ΔT'

ΔT' = 1470 000 Дж / 6720 г = 218.75 °С

Поскольку начальная температура термоса не была указана в задаче, конечная температура воды в термосе будет 90 °С, так как она подогревается до температуры кипения.

Пример использования:
Затемпература воды в термосе будет 90 °С.

Совет:
Для лучшего понимания материала, рекомендуется изучить удельную теплоемкость и формулу для смешения тепла между двумя телами.

Упражнение:
Пусть начальная температура воды - 15 °С, масса воды - 3 литра, а объем термоса - 4 литра. Какая будет конечная температура воды в термосе, если она нагревается до 80 °С?