Какое количество литров холодной воды при температуре 10ºC необходимо добавить к 2 литрам воды, чтобы охладить ее с 80ºC до 60ºC?

Физика 8 класс Теплопередача количество литров холодная вода температура охлаждение воды физика 8 класс Новый

Для решения этой задачи мы воспользуемся принципом сохранения энергии, который говорит о том, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой.

Обозначим:

• m1 - масса горячей воды (в данном случае это 2 литра, так как плотность воды примерно равна 1 кг/л, значит m1 = 2 кг);
• T1 - начальная температура горячей воды (80ºC);
• T2 - конечная температура горячей воды (60ºC);
• m2 - масса холодной воды, которую мы ищем;
• T3 - температура холодной воды (10ºC);
• T4 - конечная температура холодной воды (также 60ºC, так как она будет нагреваться до этой температуры).

Формула для расчета количества теплоты:

Q = mcΔT

Теперь запишем уравнение для горячей воды:

Q1 = m1 * c * (T1 - T2)

Где c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.18 кДж/(кг·ºC), но в нашем случае она сократится, так как она одинаковая для обеих масс).

Теперь запишем уравнение для холодной воды:

Q2 = m2 * c * (T4 - T3)

Согласно принципу сохранения энергии, мы можем сказать, что Q1 = Q2:

m1 * (T1 - T2) = m2 * (T4 - T3)

Теперь подставим известные значения:

2 * (80 - 60) = m2 * (60 - 10)

Упростим уравнение:

2 * 20 = m2 * 50

40 = m2 * 50

Теперь найдем m2:

m2 = 40 / 50

m2 = 0.8 кг

Так как 1 литр воды имеет массу приблизительно 1 кг, то 0.8 кг соответствует 0.8 литра.

Ответ: Необходимо добавить 0.8 литра холодной воды при температуре 10ºC, чтобы охладить 2 литра воды с 80ºC до 60ºC.