Question

У каструлю, де знаходиться вода об'ємом 2 л при температурі 25 0С, долили 3 л окропу ( 100 0С). Яка температура води встановилася? Густина води 1000 кг/м3 СРОЧНО ДАЮ 40БАЛЛОВ!!!!!!!!!!

Answer 1

При доливанні 3 літрів окропу (температура 100 °C) до каструлі з 2 літрами води (температура 25 °C), можна визначити кінцеву температуру суміші, використовуючи закон збереження енергії та маси.

Закон збереження енергії:

За законом збереження енергії, енергія, яка витрачається на нагрівання окропу, повинна бути рівною енергії, яка віддається окропом при охолодженні до кінцевої температури.

Закон збереження маси:

За законом збереження маси, сумарна маса води та окропу після змішування повинна бути рівною сумі маси води та окропу до змішування.

Використовуючи ці два закони, можна визначити кінцеву температуру суміші.

За допомогою пошукових результатів, можна знайти значення теплоємності води та окропу, а також їх густину.

Теплоємність води: 4.18 kJ/(kg·°C) [[1]]. Теплоємність окропу: 4.18 kJ/(kg·°C) [[1]]. Густина води: 1000 kg/m³ [[1]]. Густина окропу: 1000 kg/m³ [[1]].

Розрахунок:

1. Розрахуємо енергію, яка витрачається на нагрівання окропу: - Маса окропу: 3 кг (використовуючи густину окропу) - Початкова температура окропу: 100 °C - Кінцева температура окропу: x °C (що потрібно знайти) - Енергія, витрачена на нагрівання окропу: Q1 = маса окропу * теплоємність окропу * (кінцева температура окропу - початкова температура окропу)

2. Розрахуємо енергію, яка віддається окропом при охолодженні до кінцевої температури: - Маса води: 2 кг (використовуючи густину води) - Початкова температура води: 25 °C - Кінцева температура води: x °C (що потрібно знайти) - Енергія, віддана водою при охолодженні: Q2 = маса води * теплоємність води * (кінцева температура води - початкова температура води)

3. За законом збереження енергії, Q1 = Q2. Розв'яжемо рівняння для знаходження кінцевої температури: - маса окропу * теплоємність окропу * (кінцева температура окропу - початкова температура окропу) = маса води * теплоємність води * (кінцева температура води - початкова температура води)

4. Після розв'язання рівняння, отримаємо значення кінцевої температури суміші.

Примітка: Зауважте, що в цьому розрахунку ми не враховуємо втрати тепла через конвекцію, радіацію або інші фактори, які можуть впливати на кінцеву температуру суміші. Розрахунок базується на припущенні, що немає таких втрат.

Результат:

Після розв'язання рівняння, отримаємо значення кінцевої температури суміші. Будь ласка, зачекайте, поки я виконаю розрахунок.

Розрахунок: 3 кг * 4.18 kJ/(kg·°C) * (x °C - 100 °C) = 2 кг * 4.18 kJ/(kg·°C) * (x °C - 25 °C)

Розв'язок: 3 * (x - 100) = 2 * (x - 25) 3x - 300 = 2x - 50 x = 250

Тому, кінцева температура суміші буде 250 °C.

Будь ласка, зверніть увагу, що це припущення, що немає втрат тепла через конвекцію, радіацію або інші фактори, які можуть впливати на кінцеву температуру суміші.