Какова температура напитка после смешивания горячего кофе и холодной воды в соотношении 2:1, если начальная температура кофе составляет +90 °С, а температура воды - 0 °С? Учитывая, что удельные теплоёмкости воды и кофе одинаковые и потерь теплоты нет.

Физика 11 класс Теплопередача и теплообмен температура напитка смешивание кофе и воды горячий кофе холодная вода соотношение 2:1 начальная температура кофе температура воды удельные теплоёмкости потери теплоты физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения энергии, который гласит, что теплота, потерянная горячим кофе, равна теплоте, полученной холодной водой. Мы будем обозначать:

• T1 - начальная температура кофе = 90 °C
• T2 - начальная температура воды = 0 °C
• T - конечная температура смеси
• m1 - масса кофе
• m2 - масса воды

Согласно условию, соотношение масс кофе и воды составляет 2:1. Это значит, что если масса воды m2 = m, то масса кофе m1 = 2m.

Теперь мы можем записать уравнение для сохранения теплоты:

Теплота, потерянная кофе = Теплота, полученная водой

Это можно записать в виде:

m1 c (T1 - T) = m2 c (T - T2

где c - удельная теплоёмкость (которая одинаковая для кофе и воды, поэтому мы можем её сократить). Подставим массы:

2m (T1 - T) = m (T - T2)

Сократим m:

2 * (T1 - T) = (T - T2)

Теперь подставим значения:

2 * (90 - T) = (T - 0)

Раскроем скобки:

180 - 2T = T

Теперь соберем все T в одну сторону:

180 = 3T

Решим уравнение:

T = 180 / 3 = 60 °C

Таким образом, конечная температура напитка после смешивания горячего кофе и холодной воды в соотношении 2:1 составит 60 °C.