Question

Вы смешиваете 1 стакан воды при 20°С и 2 стакана воды при 80°С. Какая может быть конечная температура воды?​

Answer 1

Ответ:

средняя (80+20)/2=50°

Объяснение:

масса и уд.теплоемкость одинаковы

Answer 2

Чтобы определить конечную температуру смеси воды, можно воспользоваться законом сохранения энергии. Этот закон гласит, что тепловая энергия, передаваемая от более горячего тела к менее горячему телу, сохраняется. Мы можем воспользоваться формулой:

$Q_{\text{вх}} = Q_{\text{вых}}$,

где $Q_{\text{вх}}$ - тепловая энергия, переданная более горячей водой, и $Q_{\text{вых}}$ - тепловая энергия, полученная менее горячей водой.

Тепловая энергия можно выразить через массу $m$, удельную теплоемкость $c$ и изменение температуры $ΔT$ следующим образом:

$Q = m \cdot c \cdot ΔT$.

Так как начальные температуры воды разные, мы можем представить это как два отдельных этапа:

1. Передача тепла от воды при 80°C до конечной температуры $T_f$.
2. Передача тепла от воды при 20°C до конечной температуры $T_f$.

Для первого этапа (вода при 80°C) у нас есть:

$Q_1 = m_1 \cdot c \cdot (T_f - 80)$,

где $m_1$ - масса воды при 80°C.

Для второго этапа (вода при 20°C) у нас есть:

$Q_2 = m_2 \cdot c \cdot (T_f - 20)$,

где $m_2$ - масса воды при 20°C.

Так как тепловая энергия сохраняется, $Q_1 = Q_2$:

$m_1 \cdot c \cdot (T_f - 80) = m_2 \cdot c \cdot (T_f - 20)$.

Теперь мы можем решить это уравнение относительно $T_f$:

$m_1 \cdot (T_f - 80) = m_2 \cdot (T_f - 20)$,

$m_1 \cdot T_f - 80 \cdot m_1 = m_2 \cdot T_f - 20 \cdot m_2$,

$(m_1 - m_2) \cdot T_f = 80 \cdot m_1 - 20 \cdot m_2$,

$T_f = \frac{80 \cdot m_1 - 20 \cdot m_2}{m_1 - m_2}$.

В данном случае у нас есть два стакана воды при 80°C и один стакан воды при 20°C. Предположим, что масса одного стакана воды составляет $m$ единиц массы (это не имеет значения в данном контексте, так как относительные массы сократятся). Тогда $m_1 = 2m$ и $m_2 = m$. Подставляем это в формулу:

$T_f = \frac{80 \cdot 2m - 20 \cdot m}{2m - m} = \frac{160m - 20m}{m} = \frac{140m}{m} = 140$.

Таким образом, конечная температура воды будет 140°C.