Question

В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру 80ºС добавили 80 кг воды температурой 20ºС. Какая установится температура смеси? Считать систему теплоизолированной.​

Answer 1

Ответ:Температура смеси воды в теплоизолированной системе может быть найдена с помощью закона сохранения энергии. Этот закон гласит, что общее количество энергии в замкнутой системе остается постоянным. В данном случае, тепловая энергия горячей воды будет передаваться холодной воде, пока температура всей системы не стабилизируется.

Мы можем использовать следующую формулу для расчета итоговой температуры:

Tfinal​=m1​+m2​m1​⋅T1​+m2​⋅T2​​

где:

m1​ и m2​ - это массы двух объемов воды,

T1​ и T2​ - это соответствующие температуры.

Подставив данные из вашего вопроса, получим:

Tfinal​= 

Объяснение:

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать принцип сохранения энергии. В данном случае, энергия, которая была изначально в горячей воде, должна быть равна сумме энергии в смеси и энергии в холодной воде.

1. Сначала найдем энергию в горячей воде. Это можно сделать, умножив массу воды на ее теплоемкость и температуру. Удельная теплоемкость воды равна примерно 4186 Дж/(кг*К), поэтому энергия в горячей воде равна:

`Q1 = m1 * c * ΔT1 = 20 кг * 4186 Дж/(кг*К) * (80°C - 20°C) = 5400000 Дж`

2. Затем найдем энергию в смеси. Это можно сделать, умножив массу воды в смеси на ее теплоемкость и температуру. Энергия в смеси равна:

`Qs = (m1 + m2) * c * T_s = (20 кг + 80 кг) * 4186 Дж/(кг*К) * 80°C = 13176000 Дж`

3. Наконец, найдем энергию в холодной воде. Это можно сделать, умножив массу воды на ее теплоемкость и температуру. Энергия в холодной воде равна:

`Q2 = m2 * c * ΔT2 = 80 кг * 4186 Дж/(кг*К) * (20°C - 80°C) = -5776000 Дж`

4. Теперь, когда у нас есть все три значения энергии, мы можем использовать принцип сохранения энергии, чтобы найти температуру смеси. Это можно сделать, установив, что `Q1 = Qs + Q2`, и решив для `T_s`:

`T_s = (Q1 - Q2) / ((m1 + m2) * c) = (5400000 Дж - (-5776000 Дж)) / ((20 кг + 80 кг) * 4186 Дж/(кг*К)) = 80°C`

Таким образом, температура смеси воды будет 80°C.