Question

В калориметре находилась холодная вода массой 600 г при температуре 20 ° С. После доливки горячей воды с температурой 100 ° С в калориметре установилась температура 40 ° С. Отметьте, какое из приведенных утверждений верно. Выберите один ответ:a. масса долитой в калориметр горячей воды меньше 250 гb. холодная вода получила количество теплоты, превышающую 55 кДжc. холодная вода получила количество теплоты, превышающую 75 кДжd. масса долитой в калориметр горячей воды меньше 150 г

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Сперва мы обратим внимание на то, что вода находится в калориметре(!), т.е., в теплоизолированной среде, а это значит, что теплообмена с окружающей средой не происходит, более нагретая жидкость отдает свое тепло менее нагретой жидкости.

Составим уравнение теплового баланса:

Q1 + Q2 = 0

Теперь запишем эту формулу более подробно:

cm1(Θ - t1) + cm2(Θ - t2) = 0

Буквой t обозначены температуры, m - массы; c - удельная теплоемкость воды. Θ("тетта" - греч.) - это температура, которая установилась после теплообмена между жидкостями.

Задача с точки зрения физики решена.

Пошла одна алгебра.

Решим линейное уравнение: для этого мы cm1(Θ-t1) перенесем вправо с изменением знака на противоположный.

Получим:

cm2(Θ - t2) = -cm1(Θ-t1)

Из этого уравнения выразим m2:

m2 = -cm1(Θ-t1)/c(Θ-t2)

c в числителе и знаменателе можно сократить.

Останется:

m2 = -m1*(Θ-t1)/(Θ-t2)

Ну и займемся подстановкой данных:

m2 = -0,6 кг(40-20)градусов/(40-100)градусов

Градусы Цельсия сокращаются, ответ получим в килограммах.

В числителе будет -0,6 * 20

В знаменателе - -60

Получим: -12/-60 = 0,2 кг = 200 г (минус на минус дает плюс)

Следовательно, верно утверждение a, масса горячей воды действительно меньше 250 г.

Ну а так как нам надо выбрать одно утверждение, то все остальные утверждения(b, c, d) неверны.

Задача решена.

Answer 2

Для решения данной задачи можно использовать закон сохранения энергии. Количество теплоты, полученное холодной водой, равно количеству теплоты, отданному горячей водой. Также можно использовать формулу для расчета количества теплоты Q:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для холодной воды:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1,

где m1 = 600 г, c1 - удельная теплоемкость воды (примем ее равной 4,18 Дж/(г*°C)), ΔT1 = 40 °C - 20 °C = 20 °C.

Q1 = 600 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 20 °C = 50040 Дж = 50,04 кДж.

Таким образом, количество теплоты, полученное холодной водой, равно 50,04 кДж.

Допустим, что масса долитой в калориметр горячей воды равна m2 г. Тогда количество теплоты, отданное горячей водой, равно:

Q2 = m2 * c2 * ΔT2,

где c2 - удельная теплоемкость воды, примем ее равной 4,18 Дж/(г*°C), ΔT2 = 100 °C - 40 °C = 60 °C.

Q2 = m2 * 4,18 Дж/(г*°C) * 60 °C.

Поскольку количество теплоты, полученное холодной водой, равно количеству теплоты, отданному горячей водой, мы можем записать уравнение:

Q1 = Q2,

50,04 кДж = m2 * 4,18 Дж/(г*°C) * 60 °C.

Решая это уравнение, мы можем найти значение m2. Однако, ни одно из предложенных утверждений не связано с массой долитой в калориметр горячей воды или с количеством теплоты, полученным холодной водой. Таким образом, ни одно из предложенных утверждений не является верным ответом на задачу.