Паровой котел содержит 40 м³ воды при температуре 225 градусов Цельсия. Сколько м³ воды при температуре 9 градусов Цельсия было добавлено, если в итоге общая температура воды в котле стала 200 градусов Цельсия, при этом изменение плотности воды при повышении температуры не учитывается?

Физика 11 класс Теплообмен физика 11 класс паровой котел температура воды расчет температуры физические задачи Новый

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии, который в данном случае будет означать, что теплота, потерянная горячей водой, равна теплоте, полученной холодной водой.

Обозначим:

• V1 - объем горячей воды = 40 м³
• T1 - температура горячей воды = 225°C
• V2 - объем холодной воды (который мы ищем)
• T2 - температура холодной воды = 9°C
• T3 - конечная температура смеси = 200°C

Сначала найдем количество теплоты, которое теряет горячая вода:

1. Теплота, потерянная горячей водой: Q1 = V1 * (T1 - T3)
2. Подставим известные значения: Q1 = 40 * (225 - 200) = 40 * 25 = 1000 м³·°C

Теперь найдем количество теплоты, которое получает холодная вода:

1. Теплота, полученная холодной водой: Q2 = V2 * (T3 - T2)
2. Подставим известные значения: Q2 = V2 * (200 - 9) = V2 * 191

По закону сохранения энергии, мы можем приравнять Q1 и Q2:

1. 1000 = V2 * 191
2. Теперь найдем V2: V2 = 1000 / 191 ≈ 5.24 м³

Таким образом, объем холодной воды, который был добавлен в котел, составляет примерно 5.24 м³.