Тепловое равновесие при смешении веществ
Каким образом Маша остудила чай, температура которого была 100 °С, добавив порцию холодной воды с температурой
Каким образом Маша остудила чай, температура которого была 100 °С, добавив порцию холодной воды с температурой 15 °С? После того, как установилось тепловое равновесие, какая температура стала в чашке? Удельные теплоемкости чая и воды одинаковы и равны c = 4200 Дж/(кг-°С). Можно пренебречь потерями теплоты.
1) Какое отношение есть между количеством теплоты, отданной чаем, и количеством теплоты, полученным водой?
2) Какое отношение есть между массой чая и массой воды?
3) Что сделала Маша, так как чай все еще был слишком горячим, и добавила в него еще одну точно такую же порцию?
1) Какое отношение есть между количеством теплоты, отданной чаем, и количеством теплоты, полученным водой?
2) Какое отношение есть между массой чая и массой воды?
3) Что сделала Маша, так как чай все еще был слишком горячим, и добавила в него еще одну точно такую же порцию?
18.07.2024 11:21
Написать свой ответ:
Пояснение:
При смешении горячего чая и холодной воды происходит теплообмен между ними до установления теплового равновесия. В данной задаче, чтобы найти конечную температуру смеси, нужно использовать закон сохранения энергии.
1) Количество теплоты, отданное чаем, равно количеству теплоты, полученному водой. Это можно выразить следующим образом:
Масса чая * удельная теплоемкость чая * (начальная температура чая - конечная температура смеси) = Масса воды * удельная теплоемкость воды * (конечная температура смеси - начальная температура воды).
2) Отношение массы чая к массе воды зависит от количества чая и воды, добавленных в смесь.
3) Маша добавила еще одну порцию точно такой же воды, чтобы еще больше охладить горячий чай и достичь нужной температуры.
Например:
1) Количество теплоты, отданное чаем: 200 г * 4200 Дж/(кг-°С) * (100 °С - T) = (200 г + 200 г) * 4200 Дж/(кг-°С) * (T - 15 °С), где T - конечная температура смеси.
Совет:
Чтобы лучше понять тепловое равновесие при смешении веществ, полезно изучить закон сохранения энергии и удельную теплоемкость разных веществ. Также, решайте подобные задачи, чтобы закрепить полученные знания.
Закрепляющее упражнение:
Масса чая составляет 150 г, а масса воды - 250 г. Начальная температура чая 80 °С, а начальная температура воды 20 °С. Какая будет конечная температура смеси, если удельная теплоемкость чая и воды равны 3500 Дж/(кг-°С)? Ответ округлите до целых градусов в Цельсиях.