Яка кількість рідини потрібна додати до тазу, в якому вже є 4 літри води при температурі 12 °C, щоб отримати воду

Тема вопроса: Розрахунок кількості рідини для отримання змішаної рідини

Пояснення: Щоб вирішити цю задачу, нам потрібно використовувати формулу розрахунку теплового балансу. Температура змішаної рідини залежить від обсягу рідини, яку ми додаємо, і теплоти, яку вона має.

Формула для розрахунку теплового балансу:
Q = m1 * c1 * (Tf - T1) = m2 * c2 * (Tf - T2)
де:
Q - тепло, яке потрібно додати або відняти
m1 - маса першої рідини (в нашому випадку 4 літри води)
c1 - специфічна теплоємність першої рідини (води)
T1 - початкова температура першої рідини (12 °C)
m2 - маса другої рідини (невідома)
c2 - специфічна теплоємність другої рідини (води)
T2 - початкова температура другої рідини (температура змішаної рідини)

Ми хочемо знайти m2, тому ми можемо переписати формулу:
m2 = (m1 * c1 * (Tf - T1)) / (c2 * (Tf - T2))

Тепер ми можемо підставити відомі значення:
m2 = (4 * c1 * (Tf - 12)) / (c2 * (Tf - T2))

Сумарно нам потрібен ще один параметр - специфічна теплоємність другої рідини (c2). Без цього значення не можна точно обчислити масу другої рідини, яку потрібно додати. Тому, щоб отримати відповідь, необхідно знати специфічну теплоємність другої рідини.

Приклад використання: За умови, що специфічна теплоємність другої рідини (c2) дорівнює 2 кДж/кг°C, а температура змішаної рідини (Tf) має бути 20 °C, обчислимо кількість рідини (m2), яку потрібно додати до тазу.

Адвайс: Для кращого розуміння теми, розгляньте такі поняття, як теплоємність речовини і тепловий баланс. Також, визначте специфічну теплоємність другої рідини (c2) перед вирішенням задачі.

Вправа: Візьмемо воду з температурою 15 °C і потрібно додати 3 л рідини, щоб отримати змішану рідину з температурою 25 °C. Яка маса другої рідини (m2) потрібна? Значення специфічної теплоємності другої рідини (c2) дорівнює 1 кДж/кг°C.