Вопрос задан 18.02.2025 в 06:20. Предмет Физика. Спрашивает Утушкин Макс.

Холодную воду массой 40 кг смешали с водой массой 16 кг при температуре 84°C. Чему равна первоначальная температура холодной воды, если общая температура смеси равна 34°C

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Алексеевец Танюша.

Для того чтобы найти первоначальную температуру холодной воды, можно воспользоваться принципом сохранения энергии, так как в процессе смешивания не происходит теплопотерь в окружающую среду.

Обозначим:

  • m1=40кгm_1 = 40 \, \text{кг} — масса холодной воды,
  • m2=16кгm_2 = 16 \, \text{кг} — масса горячей воды,
  • T1T_1 — температура холодной воды, которую нужно найти,
  • T2=84CT_2 = 84^\circ \text{C} — температура горячей воды,
  • Tсмеси=34CT_{\text{смеси}} = 34^\circ \text{C} — температура смеси.

Согласно закону сохранения тепла, теплоте, полученной холодной водой, равна теплоте, потерянной горячей водой. Для воды теплота определяется по формуле:

Q=mcΔTQ = m \cdot c \cdot \Delta T

где:

  • mm — масса воды,
  • cc — удельная теплоемкость воды (для воды c=4200Дж/кгCc = 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ\text{C}),
  • ΔT\Delta T — изменение температуры.

Тогда для холодной воды теплоте, полученной ею, будет равна:

Q1=m1c(TсмесиT1)Q_1 = m_1 \cdot c \cdot (T_{\text{смеси}} - T_1)

Для горячей воды теплоте, потерянной ею, будет равна:

Q2=m2c(T2Tсмеси)Q_2 = m_2 \cdot c \cdot (T_2 - T_{\text{смеси}})

Поскольку тепло отдается горячей водой, а забирается холодной, то:

Q1=Q2Q_1 = Q_2

Подставляем формулы для Q1Q_1 и Q2Q_2:

m1c(TсмесиT1)=m2c(T2Tсмеси)m_1 \cdot c \cdot (T_{\text{смеси}} - T_1) = m_2 \cdot c \cdot (T_2 - T_{\text{смеси}})

Учитывая, что удельная теплоемкость cc одинаковая для обеих масс и можно её сократить, получаем:

m1(TсмесиT1)=m2(T2Tсмеси)m_1 \cdot (T_{\text{смеси}} - T_1) = m_2 \cdot (T_2 - T_{\text{смеси}})

Теперь подставим числовые значения:

40(34T1)=16(8434)40 \cdot (34 - T_1) = 16 \cdot (84 - 34)

Решим уравнение:

40(34T1)=165040 \cdot (34 - T_1) = 16 \cdot 50 40(34T1)=80040 \cdot (34 - T_1) = 800 34T1=8004034 - T_1 = \frac{800}{40} 34T1=2034 - T_1 = 20 T1=3420=14CT_1 = 34 - 20 = 14^\circ \text{C}

Таким образом, первоначальная температура холодной воды была 14°C.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос