Күнделіктік тазалар жасауды кезегіне байланысты «Суды араластыру кезіндегі жылу мөлшерлерін салыстыру» зертханалығы

Суть вопроса: Күнделіктік тазалар жасауды кезегіне байланысты "Суды араластыру кезіндегі жылу мөлшерлерін салыстыру" зертханалық.

Инструкция: В данной задаче ученик должен сравнить температуры воды перед и после смешивания для определения массы воды в калориметре. Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения энергии и закон сохранения массы.

Калориметр содержит 0°C холодную воду массой 1,5 кг и 60°C горячую воду массой 4,5 кг. Для нахождения конечной температуры, необходимо учесть, что обе воды смешиваются. Предположим, что конечная температура воды в калориметре равна T°C.

Масса воды в начальном состоянии равна сумме масс холодной и горячей воды:
m(нач) = m(хол) + m(гор) = 1,5 кг + 4,5 кг = 6 кг.

Используем знаки Q для обозначения количества тепла и m для обозначения массы воды.

Количества тепла, переданного горячей воде Q(гор), и холодной воде Q(хол), равны:
Q(гор) = m(гор) * c * (T - 60),
Q(хол) = m(хол) * c * (T - 0).

Здесь с - удельная теплоемкость воды.

По закону сохранения энергии, суммарное количество тепла должно оставаться постоянным, поэтому Q(гор) + Q(хол) = 0.

Подставляем значения и решаем уравнение:
4,5 кг * c * (T - 60) + 1,5 кг * c * (T - 0) = 0.

Далее, решаем уравнение относительно T, найденную температуру воды в калориметре.

Доп. материал: Определите конечную температуру воды в калориметре, если удельная теплоемкость воды c равна 4,18 kJ/(кг·°C).

Совет: Чтобы лучше понять концепцию сохранения энергии и массы, рекомендуется изучить законы сохранения и принципы термодинамики.

Дополнительное упражнение: Найдите конечную температуру, если массы холодной и горячей воды равны 2 кг и 3 кг соответственно, а удельная теплоемкость воды составляет 4,2 kJ/(кг·°C).