Похожие вопросы
2025-10-26 18:19:40
Каковы результаты расчетов по теплообмену без агрегатных переходов для следующих задач?
- В кастрюлю, где находится вода объемом 2 л при температуре 25 °С, долили 3 л кипятка. Какая температура воды установилась? Плотность воды 1000 кг/м³.
- Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько литров кипятка нужно долить в таз, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С? Плотность воды 1000 кг/м³.
- Смешали три жидкости одинаковой массы и удельной теплоемкости, но разной температуры. Первая имеет температуру 27 °С, вторая 7 °С, а третья 62 °С. Определите установившуюся температуру.
- В ванну налили и смешали 50 л воды при температуре 15°С и 30 л воды при температуре 75 °С. Определите установившуюся температуру. Потерями энергии пренебречь. Плотность воды 1000 кг/м³.
- Для купания ребенка в ванну налили 40 л холодной воды, температура которой была 6 °С, а затем долили горячую воду температурой 96 °С. Определите массу горячей воды, если температура воды в ванной стала равной 36 °С. Плотность воды 1000 кг/м².
- В фарфоровую чашку массой 100 г при температуре 20 °С влили 200 г кипятка. Окончательная температура оказалась 98 °С. Определите удельную теплоемкость фарфора. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг. °С).
Физика 8 класс Теплообмен и теплоёмкость
2025-11-03 21:39:55
Давайте разберем каждую из задач по теплообмену без агрегатных переходов и найдем установившиеся температуры или необходимые массы горячей воды.
1. В кастрюлю, где находится вода объемом 2 л при температуре 25 °С, долили 3 л кипятка. Какая температура воды установилась?Сначала найдем массу воды:
- Масса 2 л воды: 2 л * 1000 кг/м³ = 2 кг
- Масса 3 л кипятка: 3 л * 1000 кг/м³ = 3 кг
Теперь применим закон сохранения энергии:
Энергия, переданная от кипятка к холодной воде, равна:
m1 * c * (T2 - T1) + m2 * c * (T2 - T3) = 0
где:
- m1 = 2 кг (масса холодной воды)
- T1 = 25 °С (начальная температура холодной воды)
- m2 = 3 кг (масса кипятка)
- T3 = 100 °С (начальная температура кипятка)
- T2 = конечная температура (неизвестная)
Подставим в уравнение:
2 * (T2 - 25) + 3 * (T2 - 100) = 0
2T2 - 50 + 3T2 - 300 = 0
5T2 = 350
T2 = 70 °С
Таким образом, установившаяся температура воды равна 70 °С.
2. Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько литров кипятка нужно долить в таз, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С?Обозначим массу кипятка, которую нужно добавить, как m2. Тогда:
3 * (50 - 10) = m2 * (100 - 50)
30 = m2 * 50
m2 = 0.6 кг
Так как 1 л воды = 1 кг, то нужно долить 0.6 л кипятка.
3. Смешали три жидкости одинаковой массы и удельной теплоемкости, но разной температуры. Первая имеет температуру 27 °С, вторая 7 °С, а третья 62 °С. Определите установившуюся температуру.Обозначим массу каждой жидкости как m. Установившаяся температура T будет находиться по формуле:
m * c * (T - 27) + m * c * (T - 7) + m * c * (T - 62) = 0
Упростим уравнение:
(T - 27) + (T - 7) + (T - 62) = 0
3T - 96 = 0
T = 32 °С
Таким образом, установившаяся температура равна 32 °С.
4. В ванну налили и смешали 50 л воды при температуре 15°С и 30 л воды при температуре 75 °С. Определите установившуюся температуру.Масса 50 л воды: 50 кг, масса 30 л воды: 30 кг. Теперь применим закон сохранения энергии:
50 * (T - 15) + 30 * (T - 75) = 0
50T - 750 + 30T - 2250 = 0
80T = 3000
T = 37.5 °С
Таким образом, установившаяся температура равна 37.5 °С.
5. Для купания ребенка в ванну налили 40 л холодной воды, температура которой была 6 °С, а затем долили горячую воду температурой 96 °С. Определите массу горячей воды, если температура воды в ванной стала равной 36 °С.Обозначим массу горячей воды как m2. Масса холодной воды 40 кг. Применим закон сохранения энергии:
40 * (36 - 6) + m2 * (36 - 96) = 0
1200 - 60m2 = 0
60m2 = 1200
m2 = 20 кг
Таким образом, масса горячей воды составляет 20 кг.
6. В фарфоровую чашку массой 100 г при температуре 20 °С влили 200 г кипятка. Окончательная температура оказалась 98 °С. Определите удельную теплоемкость фарфора.Обозначим удельную теплоемкость фарфора как c. Применим закон сохранения энергии:
100 * (98 - 20) + 200 * (98 - 100) = 0
7800 - 400c = 0
400c = 7800
c = 19.5 Дж/(кг. °С)
Таким образом, удельная теплоемкость фарфора составляет 19.5 Дж/(кг. °С).
Надеюсь, это поможет вам понять процесс решения задач по теплообмену!