Question

Температура, до которой остынет кипяток в детской бутылочке объемом 200 мл, если ее опустить в кастрюлю с холодной водой объемом 2 л при температуре 23°С, равна (своды=4200 Дж/кг•°С; ρводы=1000 кг/м3) A) 350 К B) 396 К C) 303 К D) 123°С E) 61,5°С F) 334,5 К G) 30°С H) 77°С

Answer 1

Дано:t₁=100°t₂=23°c=4200Дж/(кг°С)m₁=200г=0,2кгV₂=2=2·10⁻³м³ρ=1000кг/м³Найти:t(смеси)=?Решение:m₂=ρ·V₂=1000кг/м³·2·10⁻³м³=2кгQ₁=cm₁(t₁-tсм)  кол-во теплоты, отданное бутылочкойQ₂=cm₂(tcм-t₂)  кол-во теплоты, принятое водойQ₁=Q₂cm₁(t₁-tсм)=сm₂(tcм-t₂)  4200·0,2(100⁰-tсм)=4200·2·(tсм-23°)  (сократить на 4200)20-0,2tсм =2tсм-462,2tсм=66°tсм = 30°Ответ: 30°

Answer 2

Для решения этой задачи нам потребуется использовать закон сохранения энергии. Первоначально, вода в бутылочке (обозначим её как "1") имеет какую-то начальную температуру T1, а вода в кастрюле (обозначим её как "2") имеет температуру T2 = 23°C.

Энергия, которую теряет вода в бутылочке, переходя в состояние пара, должна быть равной энергии, которую получает вода в кастрюле, остывая до температуры T2.

Мы можем использовать формулу для тепловой энергии:

Q = m * c * ΔT,

где:

• Q - тепловая энергия,
• m - масса вещества,
• c - удельная теплоемкость,
• ΔT - изменение температуры.

Сначала найдем массу воды в бутылочке. Плотность воды (ρ) равна 1000 кг/м³, а объем (V) равен 200 мл = 0.2 л = 0.2 * 0.001 м³ = 0.0002 м³.

m = ρ * V = 1000 кг/м³ * 0.0002 м³ = 0.2 кг.

Теперь используем удельную теплоемкость воды (c) и заданную теплоемкость пара (c_пар):

c_пар = 4200 Дж/(кг·°C). c_воды = c_пар.

Тепловая энергия, переданная от воды в бутылочке кипятком, будет:

Q1 = m * c_пар * (T1 - T2).

Тепловая энергия, переданная воде в кастрюле, остывая до температуры T2, будет:

Q2 = m * c_воды * (T2 - T1).

Поскольку эти две энергии должны быть равными:

Q1 = Q2, m * c_пар * (T1 - T2) = m * c_воды * (T2 - T1).

Теперь мы можем решить это уравнение относительно T1:

c_пар * (T1 - T2) = c_воды * (T2 - T1), 4200 * (T1 - 23) = 4200 * (23 - T1), 4200T1 - 4200 * 23 = 4200 * 23 - 4200T1, 4200T1 = 4200 * 23 * 2, T1 = (4200 * 23 * 2) / 4200, T1 = 46°C.

Таким образом, температура, до которой остынет кипяток в детской бутылочке, равна 46°C.

Ответ: Нет варианта ответа, который соответствует 46°C.