Question

В колориметр, якій містить 100 г води за температури 0 градусів, впустили 100 г водяної пари за температури 100 градусів. Яка температура встановилася в колориметрі? В колориметр, в котором 100 г воды температурой 0 градусов, впустили 100 г водяного пара температурой 100 граудсов. Какая температура стала в колориметре? 50б

Answer 1

Відповідь: 100 ⁰С

Пояснення:

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі можна скористатися принципом збереження енергії.

Енергія, яку отримав колориметр, дорівнює енергії води та пари, які в нього потрапили.

Енергія води (Q_води) рахується за формулою:

$Q_води = m_води \cdot c_води \cdot \Delta T_води$

де $m_води$ - маса води, $c_води$ - теплоємність води, $\Delta T_води$ - зміна температури води.

Енергія пари (Q_пари) рахується за аналогічною формулою:

$Q_пари = m_пари \cdot c_пари \cdot \Delta T_пари$

де $m_пари$ - маса пари, $c_пари$ - теплоємність пари, $\Delta T_пари$ - зміна температури пари.

Теплоємність води $c_води$ дорівнює близько 4.18 Дж/(г°C), а теплоємність пари $c_пари$ приблизно 2.01 Дж/(г°C).

Тепер, енергія, яку отримав колориметр, має дорівнювати енергії води та пари:

$Q_води + Q_пари = 0$

$m_води \cdot c_води \cdot \Delta T_води + m_пари \cdot c_пари \cdot \Delta T_пари = 0$

Підставим відомі значення:

$100 \cdot 4.18 \cdot \Delta T_води + 100 \cdot 2.01 \cdot \Delta T_пари = 0$

Розв'яжемо рівняння відносно $\Delta T_води$:

$418 \cdot \Delta T_води + 201 \cdot \Delta T_пари = 0$

$\Delta T_води = -\frac{201}{418} \cdot \Delta T_пари$

Тепер, враховуючи, що зміна температури ($\Delta T$) - це різниця між кінцевою температурою та початковою, можемо записати:

$T_кінця = T_початку + \Delta T$

Для води: $T_води = 0°C$ (початкова температура), і $T_пари = 100°C$ (кінцева температура пари).

Отже,

$T_кінця = 0 + \Delta T_води$

$T_кінця = -\frac{201}{418} \cdot (100)$

$T_кінця = -\frac{20100}{418} \approx -48.08°C$

Отже, температура в колориметрі становить приблизно -48.08°C. Зауважте, що від'ємне значення свідчить про те, що вода в колориметрі частково замерзла.