Какая будет температура напитка после того, как установится тепловое равновесие между кофе и добавленной холодной

Название: Тепловое равновесие между кофе и холодной водой

Объяснение:

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. В начале кофе имеет свою исходную температуру, обозначим ее как Tк, также у нас есть холодная вода с начальной температурой Tв. После смешивания кофе и воды, они достигают теплового равновесия и их температура становится одинаковой. Пусть это будет Tравн.

Связь между количеством переданного тепла и изменением температуры можно описать с помощью формулы:

Q = C * m * ΔT,

где Q - количество переданного тепла, C - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, ΔT - разница в температуре.

В данном случае, тепло, переданное от кофе к воде, равно теплу, полученному водой. Также мы знаем, что удельные теплоемкости воды и кофе одинаковы. Потери тепла можно пренебречь, поэтому:

C * mк * (Tк - Tравн) = C * мв * (Tв - Tравн),

где C - удельная теплоемкость, мк - масса кофе, мв - масса воды, Tк - исходная температура кофе, Tв - исходная температура воды, Tравн - температура после установления теплового равновесия.

Решая данное уравнение относительно Tравн, мы можем найти искомую температуру напитка после установления теплового равновесия.

Пример:
Пусть исходная температура кофе (Tк) равна 80°C, исходная температура воды (Tв) равна 20°C, масса кофе (мк) равна 200 г, масса воды (мв) равна 300 г.

Тогда, используя уравнение выше, мы можем решить его относительно Tравн:

C * 200 * (80 - Tравн) = C * 300 * (20 - Tравн)

После решения данного уравнения мы найдем Tравн - температуру после установления теплового равновесия.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется ознакомиться с удельной теплоемкостью воды и кофе, а также понять, как использовать закон сохранения энергии.

Практика:
Исходная температура кофе 60°C, исходная температура воды 10°C, масса кофе 150 г, масса воды 200 г. Найдите температуру напитка после установления теплового равновесия. (Удельные теплоемкости воды и кофе равны)