Question

Смешали 2 кг холодной воды (температура 20°С) и 1 кг горячей (температура 50ºС). Пренебрегая теплообменом с окружающей средой, вычислите температуру воды после установления теплового равновесия. 40ºС 30ºС 45ºС 35ºС срочно

Answer 1

Q1=Q2

cm1*(t-20)=c*m2*(50-t)

2t-40=50-t

3t=90

t=30 гр. - температура смеси.

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

Масса × удельная теплоемкость × изменение температуры = постоянство

Масса холодной воды = 2 кг Масса горячей воды = 1 кг Температура холодной воды = 20°C Температура горячей воды = 50°C

Для воды удельная теплоемкость составляет около 4,186 Дж/(г°C).

1. Вычислим количество тепла, переданное от горячей воды холодной: Q = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q = 1 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (50°C - Т)

2. Вычислим количество тепла, переданное холодной воде: Q = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q = 2 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (Т - 20°C)

Поскольку тепло не теряется и передается от горячей воды к холодной, количество тепла в обоих случаях должно быть одинаковым:

1 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (50°C - Т) = 2 кг × 4,186 Дж/(г°C) × (Т - 20°C)

Решим уравнение:

4,186 Дж/(г°C) × (50°C - Т) = 2 × 4,186 Дж/(г°C) × (Т - 20°C)

Раскроем скобки:

4,186 Дж/(г°C) × (50°C - Т) = 2 × 4,186 Дж/(г°C) × Т - 2 × 4,186 Дж/(г°C) × 20°C

Упростим:

4,186 Дж/(г°C) × 50°C - 4,186 Дж/(г°C) × Т = 2 × 4,186 Дж/(г°C) × Т - 2 × 4,186 Дж/(г°C) × 20°C

Теперь соберем все термины с неизвестной Т на одной стороне, а известные значения на другой:

4,186 Дж/(г°C) × Т + 2 × 4,186 Дж/(г°C) × Т = 4,186 Дж/(г°C) × 50°C + 2 × 4,186 Дж/(г°C) × 20°C

8,372 Дж/(г°C) × Т = 167,44 Дж + 33,48 Дж

8,372 Дж/(г°C) × Т = 200,92 Дж

Теперь выразим Т:

Т = 200,92 Дж / 8,372 Дж/(г°C)

Т ≈ 24°C

Таким образом, после установления теплового равновесия температура смеси воды будет около 24°C.