Сколько родниковой воды потребуется для смешивания с 2 литрами кипятка, чтобы получить воду при температуре

Тема: Расчет количества родниковой воды для получения требуемой температуры

Объяснение:
Для решения данной задачи необходимо учесть закон сохранения тепла: количество теплоты, переданной одному веществу, равно количеству теплоты, полученной другим веществом. В данном случае нам известна температура кипятка (100 °C), количество кипятка (2 литра), требуемая температура (40 °C) и нам необходимо определить количество родниковой воды, которое необходимо добавить для достижения требуемой температуры.

Для решения задачи мы можем использовать формулу теплового баланса:

Масса1 x Температура1 x Удельная теплоемкость1 + Масса2 x Температура2 x Удельная теплоемкость2 = Масса3 x Температура3 x Удельная теплоемкость3,

где Масса1 - масса первого вещества (кипяток), Температура1 - его начальная температура (100 °C), Удельная теплоемкость1 - удельная теплоемкость первого вещества (вода),
Масса2 - масса второго вещества (родниковая вода), Температура2 - его начальная температура (неизвестная величина), Удельная теплоемкость2 - удельная теплоемкость второго вещества (вода),
Масса3 - масса смеси, Температура3 - требуемая температура смеси (40 °C), Удельная теплоемкость3 - удельная теплоемкость смеси (воды).

Пример использования:
Допустим, удельная теплоемкость кипятка и родниковой воды одинакова и равна 4.18 Дж/(г°C).
Используя формулу рассчета количества воды, получим:
2 литра x 100 °C x 4.18 Дж/(г°C) + Масса родниковой воды x 20 °C x 4.18 Дж/(г°C) = (2 литра + Масса родниковой воды) x 40 °C x 4.18 Дж/(г°C)

Совет:
Для более удобного решения задачи, можно выразить удельную теплоемкость воды через единицы объема, так как известно, что плотность воды приближенно равна 1 г/мл.

Упражнение:
Сколько родниковой воды потребуется для смешивания с 3 литрами воды, нагретыми до 70 °C, чтобы получить смесь при температуре 25 °C? Удельная теплоемкость воды равна 4.18 Дж/(г°C). Ответ представьте в граммах.