Какая будет конечная температура воды, если в бак с водой объемом 30°С добавляются 400 г водяного пара, имеющего

Содержание вопроса: Теплообмен и изменение температуры воды

Объяснение: Чтобы решить эту задачу, нужно учесть, что при смешивании воды разной температуры происходит теплообмен. Тепло, которое выделяется или поглощается в процессе смешивания, зависит от массы и начальной температуры каждой из веществ. Для решения задачи воспользуемся формулой теплового баланса:

Q1 + Q2 = 0,

где Q1 - тепло, которое выделяется/поглощается при смешивании, а Q2 - тепло, которое передается от воды к пару или наоборот.

Запишем формулу теплового баланса для этой задачи:

m1 * c1 * (Т1 - Т) + m2 * c2 * (Т2 - Т) = 0,

где m1 и m2 - массы веществ, c1 и c2 - их удельные теплоемкости, Т1 и Т2 - их начальные температуры, Т - конечная температура.

Подставим известные значения:

30 г * 1 кал/(г * °С) * (30°С - Т) + 400 г * 1 кал/(г * °С) * (100°С - Т) = 0.

Решив это уравнение, найдем конечную температуру Т.

Пример: Найдите конечную температуру, если в бак с водой объемом 30°С добавляются 400 г водяного пара, имеющего температуру 100°С и превращающегося в воду.

Совет: Удостоверьтесь, что вы правильно определили знаки для разности температуры. Если вы получаете отрицательное значение для конечной температуры, это означает, что вода остынет после процесса смешивания.

Проверочное упражнение: В бак с водой объемом 50°С добавляются 300 г плавиковой соли с температурой 70°С. Какая будет конечная температура воды, если она поглощает всю энергию соли и ничего не истосковывается? (Удельная теплоемкость воды - 1 кал/(г * °С), плавиковой соли - 0.5 кал/(г * °С)).