Какова будет температура смеси, если в ванну добавлено 40 кг воды при температуре 20°С и 20 кг воды при температуре

Предмет вопроса: Расчет температуры смеси

Разъяснение:
Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения энергии. Мы можем предположить, что потери тепла в данной системе отсутствуют, и, следовательно, все входящие и исходящие энергии равны.

Для начала нам необходимо вычислить тепловую энергию каждой части воды, используя формулу:

тепловая энергия = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

Удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/г°C.

Таким образом, для первой части воды, масса которой 40 кг и начальная температура 20°C, тепловая энергия составляет:
40 * 4.186 * (20 - 80) = -16744 Дж

Для второй части воды, масса которой 20 кг и начальная температура 40°C, тепловая энергия составляет:
20 * 4.186 * (40 - 80) = -16744 Дж

Для третьей части воды, масса которой 20 кг и начальная температура 80°C, тепловая энергия составляет:
20 * 4.186 * (80 - 80) = 0 Дж

При сложении всех значений тепловой энергии мы получаем общую тепловую энергию системы:
-16744 + (-16744) + 0 = -33488 Дж

Чтобы найти конечную температуру смеси, мы должны разделить общую тепловую энергию на суммарную массу воды:
Общая тепловая энергия / суммарная масса воды = -33488 / (40 + 20 + 20) = -33488 / 80 = -418.6 Дж/г°C

Таким образом, температура смеси будет -418.6°C.

Доп. материал:
Максим добавил 40 кг воды при температуре 20°C, 20 кг воды при температуре 40°C и 20 кг воды при температуре 80°C в ванну. Какова будет температура смеси?

Совет:
Для решения задачи по расчету температуры смеси важно помнить, что изменение тепловой энергии равно нулю, если нет потерь тепла и нет источников тепла.

Упражнение:
Изначально в ванну добавили 30 кг воды при температуре 10°C, затем 20 кг воды при температуре 60°C, и, наконец, 50 кг воды при температуре 40°C. Какова будет температура смеси?