Question

В ведро налито 8л воды при температуре 12⁰С. Сколько кипятка необходимо долить в ведро чтобы температура воды стала равна 20⁰С? Энергией на нагрев ведра и окружающий среды пренебречь. ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!​

Answer 1

Ответ: 0,8 кг.

Объяснение:

Так как плотность воды ρ=1000 кг/м³, то масса воды в ведре m1=1000 кг*0,008 м³=8 кг. Пусть m2 - масса кипятка, который необходимо долить в ведро. При добавлении кипятка он охладится от 100°с до 20°С и при этом передаст находящейся в ведре воде количество теплоты Q=c*m2*(100°C-20°C), где c=4200 Дж/(кг*К) - удельная теплоёмкость воды. Отсюда  Q=4200*m2*80=336000*m2 Дж. Это количество теплоты пойдёт на нагрев имеющейся в ведре воды до 20°С. Но Q=c*m1*(20°C-12°C)=4200*8*8=268800 Дж. Отсюда получаем уравнение 336000*m2=268800, решая которое, находим m2=268800/336000=0,8 кг.  

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать формулу теплового равновесия:

Q1 + Q2 = 0,

где Q1 - количество тепла, полученное водой, Q2 - количество тепла, полученное кипятком.

Количество тепла можно выразить следующим образом:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Массу воды можно рассчитать, зная плотность воды: плотность воды = 1 кг/л = 1000 г/л. Таким образом, масса воды равна:

m1 = 8 л * 1000 г/л = 8000 г.

Также известна удельная теплоёмкость воды: c1 = 4.186 Дж/(г·°C).

Массу кипятка обозначим как m2, а его удельную теплоёмкость - как c2. Нам нужно найти m2.

Используя формулу теплового равновесия, можно записать уравнение:

m1 * c1 * (T2 - T1) + m2 * c2 * (T2 - T3) = 0,

где T1 - начальная температура воды (12⁰С), T2 - конечная температура (20⁰С), T3 - начальная температура кипятка (100⁰С).

Подставляя известные значения, получаем:

8000 г * 4.186 Дж/(г·°C) * (20⁰С - 12⁰С) + m2 * c2 * (20⁰С - 100⁰С) = 0.

Упрощая выражение, получаем:

8000 г * 4.186 Дж/(г·°C) * 8⁰С + m2 * c2 * (-80⁰С) = 0.

Раскрываем скобки и продолжаем упрощать:

268480 г·°C + m2 * c2 * (-80⁰С) = 0.

m2 * c2 * (-80⁰С) = -268480 г·°C.

m2 * c2 = 268480 г.

m2 = 268480 г / c2.

В данном случае, мы не знаем удельную теплоёмкость кипятка (c2), поэтому не можем рассчитать точное значение m2. Для решения этой задачи необходимо знать удельную теплоёмкость кипятка.