Какова масса холодной воды m1, когда приливается кипяток массой m2=2 кг, которая имеет температуру t=10 градусов
Какова масса холодной воды m1, когда приливается кипяток массой m2=2 кг, которая имеет температуру t=10 градусов С, и они образуют смесь с температурой t=60 градусов С? Предположим, что потери тепла не учитываем.
08.12.2023 16:30
Масса холодной воды
Инструкция:
Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии. Приливаемый кипяток передает свою энергию холодной воде, и мы можем использовать уравнение теплового баланса для определения массы холодной воды.
Уравнение теплового баланса можно записать следующим образом:
m1 * c * Δt1 = m2 * c * Δt2
где m1 - масса холодной воды, c - удельная теплоемкость воды, Δt1 - изменение температуры холодной воды, m2 - масса кипятка, Δt2 - изменение температуры кипятка.
Учитывая, что потери тепла не учитываем, можно положить Δt1 = Δt2 = (t - 60), где t - итоговая температура смеси.
Подставив все известные значения в уравнение, мы можем найти массу холодной воды:
m1 = (m2 * c * Δt2) / (c * Δt1)
m1 = (2 кг * 4200 Дж/кг·°C * (60 - 10)°C) / (4200 Дж/кг·°C * (t - 60)°C)
m1 = 0,011 кг * (60 - 10) / (t - 60)
Таким образом, масса холодной воды составляет 0,011 кг * (60 - 10) / (t - 60).
Дополнительный материал:
В задаче даны значения m2=2 кг, t=60 градусов С.
Подставим значения в формулу:
m1 = 0,011 кг * (60 - 10) / (60 - 60)
m1 = 0,011 кг * 50 / 0
m1 = 0
Таким образом, масса холодной воды равна 0.
Совет:
Чтобы лучше понять задачи на тепловой баланс, рекомендуется изучить удельную теплоемкость различных веществ, а также формулу для расчета изменения температуры на примере холодной воды.
Проверочное упражнение:
Кипяток массой 3 кг имеет температуру 90 градусов С. Какую массу холодной воды необходимо добавить, чтобы получить смесь с температурой 60 градусов С? Предположим, что потери тепла не учитываем.