Какая будет конечная температура в теплоизолированном сосуде после смешивания различных порций воды? Первоначально
Какая будет конечная температура в теплоизолированном сосуде после смешивания различных порций воды? Первоначально в сосуд добавляются три порции воды массами 100 г, 200 г и 300 г с начальными температурами 3°C, 80°C и 60°C соответственно. Затем, после установления теплового равновесия, в сосуд добавляются две новые порции воды - массой 500 г при температуре 30°C и массой 400 г при температуре 80°C. Учтите, что вода из сосуда не выливается и пренебрегайте теплоёмкостью сосуда и потерей теплоты. Пожалуйста, выразите ответ в градусах Цельсия, округлив до целого числа.
13.12.2023 13:01
Написать свой ответ:
Инструкция:
Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения теплоты. Согласно этому закону, сумма теплоты, отданной одним веществом, равна сумме теплоты, принятой другим веществом в системе.
Так как сосуд является теплоизолированным, то тепло, отданное одним из веществ, будет полностью поглощено другими веществами. Мы можем использовать следующее уравнение для решения задачи:
m1 * c1 * (T - T1) + m2 * c2 * (T - T2) = 0
Где:
m1 и T1 - масса и начальная температура первого вещества
m2 и T2 - масса и начальная температура второго вещества
T - конечная температура
c1 и c2 - удельные теплоемкости веществ
Подставим значения из задачи в данное уравнение и решим его:
100 г * 1 кал/г°C * (T - 3°C) + 200 г * 1 кал/г°C * (T - 80°C) + 300 г * 1 кал/г°C * (T - 60°C) + 500 г * 1 кал/г°C * (T - 30°C) + 400 г * 1 кал/г°C * (T - 80°C) = 0
Упростим уравнение:
100Т - 300 + 200Т - 16000 + 300Т - 18000 + 500Т - 15000 + 400Т - 32000 = 0
1600Т = 81000
Т = 50.625°C
Следовательно, конечная температура в теплоизолированном сосуде будет около 51°C (округлено до целого числа).
Совет: Для решения подобных задач всегда убедитесь, что вы правильно подставили значения и проводите все необходимые вычисления аккуратно.
Дополнительное задание: В сосуде находятся два куска льда массой 50 г и 100 г соответственно. Температура первого куска льда составляет -10°C, а второго -5°C. Какая будет конечная температура, если к ним добавить 150 г воды при температуре 20°C? (Удельная теплоемкость льда 0,5 кал/г°C, удельная теплоемкость воды 1 кал/г°C)