Сколько воды при температуре 45 градусов необходимо добавить в сосуд объемом 3 литра, чтобы достигнуть температуры

Тема вопроса: Тепловые процессы

Пояснение: Для решения данной задачи нам необходимо использовать понятие теплоемкости вещества. Теплоемкостью называется количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества на 1 градус Цельсия. Формула для расчета теплоемкости выглядит следующим образом:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В нашем случае мы хотим узнать, сколько воды необходимо добавить, поэтому нам нужно найти массу воды. Массу можно найти, зная плотность и объем вещества. Плотность воды при условиях комнатной температуры примерно равна 1 г/см³.

Рассмотрим пошаговое решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, которое будет необходимо воде для охлаждения с 45 градусов до 30 градусов.

ΔT = 45 - 30 = 15 градусов.

2. Рассчитаем массу воды, зная плотность и объем:

m = плотность * объем = 1 г/см³ * 3000 см³ = 3000 г.

3. Рассчитаем количество теплоты:

Q = m * c * ΔT = 3000 г * 4,18 Дж/г°C * 15 °С = 188100 Дж.

4. Теперь нам нужно найти, сколько воды необходимо добавить, чтобы изменить ее температуру на 15 градусов.

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты (188100 Дж), c - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/г°C), ΔT - изменение температуры (15 градусов).

Раскрываем формулу:

m = Q / (c * ΔT) = 188100 Дж / (4,18 Дж/г°C * 15 градусов) ≈ 2857 г.

Демонстрация: Сколько воды при температуре 45 градусов необходимо добавить в сосуд объемом 3 литра, чтобы достигнуть температуры 30 градусов?

Совет: Для решения подобных задач всегда важно внимательно прочитать условие задачи и строить логическую цепочку решения в соответствии с известными формулами.

Дополнительное задание: Сосуд объемом 5 л наполнен водой при комнатной температуре. Затем в сосуд добавляют 500 г льда, находящегося при температуре -20 градусов. Как изменится температура воды в сосуде после того, как весь лед расплавится? Удельная теплоемкость льда составляет 2,09 Дж/г°C, а удельная теплоемкость воды - 4,18 Дж/г°C.