Вопрос задан 26.12.2024 в 15:36. Предмет Физика. Спрашивает Муллаянов Радмир.

Проводя лабораторные исследования экспериментатор наливал в два сосуда воду из двух термостатов (с горячей и холодной водой) заполняя их до краёв. Первый сосуд он на треть наполнил горячей водой, а оставшуюся часть холодной. Второй сосуд на треть наполнил холодной водой, а оставшуюся часть - горячей. Определи разность температур горячей и холодной воды, если конечные температура воды отличались на 20 градусов. Теплоемкостью сосудов и темплообменом с окружающей средой пренебречь. Ответ вырази в градусах цельсия и округли до целых.
Ответьте пожалуйста с пояснением хочу понять эту задачу. ​

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Гесс Алиса.

Чтобы решить эту задачу, давайте разберёмся с тепловым балансом в каждом сосуде. У нас есть два сосуда, заполненные смесью горячей и холодной воды в разных пропорциях, и известно, что их конечные температуры отличаются на 20 градусов. Обозначим температуру горячей воды как TгT_{г}, а холодной — как TхT_{х}. Конечные температуры каждого сосуда обозначим как T1T_1 для первого сосуда и T2T_2 для второго сосуда.

Шаг 1: Составим уравнения теплового баланса

Первый сосуд

Первый сосуд был на треть заполнен горячей водой и на две трети — холодной. Для него можно составить уравнение теплового баланса:

13Tг+23Tх=T1\frac{1}{3} T_{г} + \frac{2}{3} T_{х} = T_1

Второй сосуд

Во втором сосуде на треть налита холодная вода, а две трети — горячая. Его тепловой баланс выглядит так:

23Tг+13Tх=T2\frac{2}{3} T_{г} + \frac{1}{3} T_{х} = T_2

Шаг 2: Найдём разность температур конечных состояний

Нам дано, что разность температур T1T_1 и T2T_2 составляет 20 градусов:

T1T2=20T_1 - T_2 = 20

Шаг 3: Подставим значения T1T_1 и T2T_2 из первых уравнений

Подставим выражения для T1T_1 и T2T_2 из уравнений теплового баланса:

(13Tг+23Tх)(23Tг+13Tх)=20\left( \frac{1}{3} T_{г} + \frac{2}{3} T_{х} \right) - \left( \frac{2}{3} T_{г} + \frac{1}{3} T_{х} \right) = 20

Раскроем скобки и упростим:

13Tг+23Tх23Tг13Tх=20\frac{1}{3} T_{г} + \frac{2}{3} T_{х} - \frac{2}{3} T_{г} - \frac{1}{3} T_{х} = 20

Сгруппируем подобные слагаемые:

(13Tг23Tг)+(23Tх13Tх)=20\left( \frac{1}{3} T_{г} - \frac{2}{3} T_{г} \right) + \left( \frac{2}{3} T_{х} - \frac{1}{3} T_{х} \right) = 20 13Tг+13Tх=20-\frac{1}{3} T_{г} + \frac{1}{3} T_{х} = 20

Шаг 4: Умножим на 3 для удобства

Чтобы избавиться от дробей, умножим все уравнение на 3:

Tг+Tх=60-T_{г} + T_{х} = 60

Шаг 5: Найдём разность температур

Перенесем TгT_{г} в правую часть уравнения:

TхTг=60T_{х} - T_{г} = 60

Таким образом, разность температур горячей и холодной воды составляет 60 градусов Цельсия.

Ответ: ΔT=60\Delta T = 60 °C.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос