В тонкостенном стакане находилась вода массой 160 г при температуре 20 градусов. После того как в стакан долили воду при температуре 100 градусов, температура в стакане стала 36 градусов. Какова масса долитой воды?

Физика 11 класс Термодинамика. Уравнение теплового баланса физика 11 класс масса воды температура воды теплообмен тонкостенный стакан расчет массы температура 100 градусов температура 36 градусов задача по физике Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип теплового равновесия, который гласит, что теплота, переданная от горячего тела к холодному, равна теплоте, полученной холодным телом. В нашем случае мы имеем два объема воды: один с температурой 20 градусов и массой 160 г, а другой с температурой 100 градусов, массу которого нам нужно найти.

Обозначим массу долитой воды как m. Температура воды, которая была добавлена в стакан, равна 100 градусам, а конечная температура смеси равна 36 градусам.

Теперь запишем уравнение для теплового равновесия:

• Теплота, отданная горячей водой: Q1 = m * c * (T1 - Tf), где:
• m - масса долитой воды (г)
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.18 Дж/(г·°C))
• T1 - температура горячей воды (100°C)
• Tf - конечная температура (36°C)
• Теплота, полученная холодной водой: Q2 = m0 * c * (Tf - T0), где:
• m0 - масса холодной воды (160 г)
• T0 - начальная температура холодной воды (20°C)

Теперь подставим значения в уравнение:

• Q1 = m * 4.18 * (100 - 36) = m * 4.18 * 64
• Q2 = 160 * 4.18 * (36 - 20) = 160 * 4.18 * 16

Теперь у нас есть уравнение:

m 4.18 64 = 160 4.18 16

Мы можем сократить 4.18 с обеих сторон уравнения:

m 64 = 160 16

Теперь решим это уравнение для m:

m = (160 * 16) / 64

Теперь посчитаем:

• 160 * 16 = 2560
• 2560 / 64 = 40

Таким образом, масса долитой воды составляет 40 г.