Вопрос задан 01.07.2026 в 16:34. Предмет Физика. Спрашивает Гаврилова Анжелика.

1) Чтобы охладить до 60 градусов 2 литра воды, взятой при температуре 80 градусов, в неё добавили холодную воду, температура которой 10 градусов. Сколько литров холодной воды требуется добавить? 2) В воду с температурой 20 градусов влили ртуть, масса которой равна массе воды. Определите начальную температуру ртути, если температура стала 21 градус. 3) Сколько граммов древесного угля надо сжечь в самоваре, ёмкость которого 5 литров, чтобы нагреть в нём воду от 20 до 100 градусов? Учтите, что только 25% выделяемой энергии расходуется на нагревание.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Федів Антон.

1) Смешивание горячей и холодной воды

Дано:

  • горячая вода: V1=2V_1=2 л, t1=80∘Ct_1=80^\circ C;

  • холодная вода: t2=10∘Ct_2=10^\circ C;

  • после смешивания: t=60∘Ct=60^\circ C.

Горячая вода отдаёт тепло:

Q1=cm1(t1−t)Q_1=c m_1(t_1-t)

Холодная вода получает тепло:

Q2=cm2(t−t2)Q_2=c m_2(t-t_2)

Потерями тепла пренебрегаем, поэтому:

cm1(80−60)=cm2(60−10)c m_1(80-60)=c m_2(60-10)

Теплоёмкость воды cc сокращается. Поскольку 11 л воды имеет массу примерно 11 кг, m1=2m_1=2 кг:

2⋅20=m2⋅502\cdot 20=m_2\cdot 50 m2=4050=0,8 кгm_2=\frac{40}{50}=0{,}8\text{ кг}

Значит, нужно добавить:

0,8 л холодной воды\boxed{0{,}8\text{ л холодной воды}}

2) Вливание ртути в воду

Дано:

  • вода имеет температуру 20∘C20^\circ C;

  • масса ртути равна массе воды;

  • после установления равновесия температура стала 21∘C21^\circ C;

  • cводы=4200 Дж/(кг⋅∘C)c_{\text{воды}}=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)};

  • cртути=140 Дж/(кг⋅∘C)c_{\text{ртути}}=140\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}.

Вода нагрелась на:

Δtводы=21−20=1∘C\Delta t_{\text{воды}}=21-20=1^\circ C

Следовательно, ртуть была горячее 21∘C21^\circ C и отдала воде тепло:

mcртути(tртути−21)=mcводы(21−20)m c_{\text{ртути}}(t_{\text{ртути}}-21) = m c_{\text{воды}}(21-20)

Массы одинаковы, поэтому сокращаются:

140(tртути−21)=4200140(t_{\text{ртути}}-21)=4200 tртути−21=30t_{\text{ртути}}-21=30 tртути=51∘Ct_{\text{ртути}}=51^\circ C

Ответ:

51∘C\boxed{51^\circ C}

3) Нагревание воды в самоваре древесным углём

Дано:

  • объём воды V=5V=5 л;

  • начальная температура воды 20∘C20^\circ C;

  • конечная температура 100∘C100^\circ C;

  • КПД нагревания η=25%=0,25\eta=25\%=0{,}25;

  • удельная теплота сгорания древесного угля:

q=3,4⋅107 Дж/кгq=3{,}4\cdot10^7\ \text{Дж/кг}

Масса воды:

m=5 кгm=5\text{ кг}

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:

Q=cm(t2−t1)Q=cm(t_2-t_1) Q=4200⋅5⋅(100−20)Q=4200\cdot5\cdot(100-20) Q=1 680 000 ДжQ=1\,680\,000\text{ Дж}

На нагревание воды идёт только четверть энергии, выделяемой углём:

Q=ηqmугляQ=\eta qm_{\text{угля}}

Отсюда:

mугля=Qηqm_{\text{угля}}=\frac{Q}{\eta q} mугля=1,68⋅1060,25⋅3,4⋅107

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос