Вопрос задан 18.12.2024 в 10:21. Предмет Физика. Спрашивает Романенко Соня.

сколько горячей воды, температура которой 90C,надо добавить к холодной воде массой 5 кг при температуре 10C, чтобы температура смеси оказалась равной 40C?
(Решите пожалуйста!!! Вопрос жизни и смерти! =))

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Зиянгирова Эльвина.

Для решения этой задачи будем исходить из закона сохранения энергии. В случае смешивания горячей и холодной воды вся тепловая энергия от горячей воды передается холодной воде до достижения заданной температуры смеси.

Дано:

  • Масса холодной воды mхол=5кгm_{\text{хол}} = 5 \, \text{кг},
  • Температура холодной воды tхол=10Ct_{\text{хол}} = 10^\circ \text{C},
  • Температура горячей воды tгор=90Ct_{\text{гор}} = 90^\circ \text{C},
  • Итоговая температура смеси tсмеси=40Ct_{\text{смеси}} = 40^\circ \text{C}.

Найти:

Массу горячей воды mгорm_{\text{гор}}, которую нужно добавить.

Шаг 1: Используем формулу для теплового баланса

При смешивании воды выполняется следующее соотношение:

Qотд=QполQ_{\text{отд}} = Q_{\text{пол}}

где:

  • QотдQ_{\text{отд}} — тепло, которое отдает горячая вода,
  • QполQ_{\text{пол}} — тепло, которое получает холодная вода.

В тепловом балансе это можно записать как:

mгорc(tгорtсмеси)=mхолc(tсмесиtхол)m_{\text{гор}} \cdot c \cdot (t_{\text{гор}} - t_{\text{смеси}}) = m_{\text{хол}} \cdot c \cdot (t_{\text{смеси}} - t_{\text{хол}})

Здесь:

  • cc — удельная теплоемкость воды, которая равна 4200Дж/(кг°C)4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)}. Ее можно не учитывать, так как она одинаковая с обеих сторон уравнения и сократится.

Шаг 2: Подставляем значения и упрощаем уравнение

Убираем cc из уравнения:

mгор(tгорtсмеси)=mхол(tсмесиtхол)m_{\text{гор}} \cdot (t_{\text{гор}} - t_{\text{смеси}}) = m_{\text{хол}} \cdot (t_{\text{смеси}} - t_{\text{хол}})

Теперь подставляем известные значения:

mгор(9040)=5(4010)m_{\text{гор}} \cdot (90 - 40) = 5 \cdot (40 - 10) mгор50=530m_{\text{гор}} \cdot 50 = 5 \cdot 30 mгор50=150m_{\text{гор}} \cdot 50 = 150

Теперь разделим обе стороны на 50, чтобы найти mгорm_{\text{гор}}:

mгор=15050=3кгm_{\text{гор}} = \frac{150}{50} = 3 \, \text{кг}

Ответ:

Чтобы получить смесь воды с температурой 40C40^\circ \text{C}, необходимо добавить 3кг3 \, \text{кг} горячей воды (температурой 90C90^\circ \text{C}) к 5кг5 \, \text{кг} холодной воды (температурой 10C10^\circ \text{C}).

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос