Смешали 30 литров воды при  температуре 45 c° и 12,6 литров кипятка. какова конечная температура смеси?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением теплового баланса. Оно гласит, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой (при условии отсутствия потерь в окружающую среду). Исходные данные

  • Объем холодной воды ( V1cap V sub 1): 30 л (что соответствует массе m1=30m sub 1 equals 30 кг). Температура холодной воды ( t1t sub 1): 45 °C. Объем кипятка ( V2cap V sub 2): 12,6 л (что соответствует массе m2=12,6m sub 2 equals 12 comma 6 кг). Температура кипятка ( t2t sub 2): 100 °C. Удельная теплоемкость воды ( cc): одинакова для обеих порций и сократится в расчетах. Конечная температура смеси: Tcap T.

Математическое решение Формула количества теплоты: Q=cmΔtcap Q equals c m delta t.

  1. Теплота, полученная холодной водой:
    Q1=cm1(Tt1)cap Q sub 1 equals c m sub 1 open paren cap T minus t sub 1 close paren Теплота, отданная кипятком:
    Q2=cm2(t2T)cap Q sub 2 equals c m sub 2 open paren t sub 2 minus cap T close paren

Так как Q1=Q2cap Q sub 1 equals cap Q sub 2, мы можем составить уравнение: cm1(Tt1)=cm2(t2T)c m sub 1 open paren cap T minus t sub 1 close paren equals c m sub 2 open paren t sub 2 minus cap T close parenСокращаем на cc и подставляем значения: 30(T45)=12,6(100T)30 center dot open paren cap T minus 45 close paren equals 12 comma 6 center dot open paren 100 minus cap T close parenРаскрываем скобки: 30T1350=126012,6T30 cap T minus 1350 equals 1260 minus 12 comma 6 cap TПереносим слагаемые с Tcap T в одну сторону, а числовые значения — в другую: 30T+12,6T=1260+135030 cap T plus 12 comma 6 cap T equals 1260 plus 1350 42,6T=261042 comma 6 cap T equals 2610Находим Tcap T: T=261042,661,267...cap T equals the fraction with numerator 2610 and denominator 42 comma 6 end-fraction is approximately equal to 61 comma 267. point point Ответ Конечная температура смеси составит примерно 61,27 °C. Хотите, чтобы я рассчитал, сколько еще кипятка нужно добавить, чтобы довести температуру смеси до определенного значения, например до 70 °C?

Форма ответа

Ваш аватар