Смешали воду массой 0.8 кг с температурой 25 ℃ и воду массой 0.2 кг с температурой 100 ℃. Температура получившейся смеси составила 40 ℃. Какое количество теплоты отдала горячая вода при охлаждении, и какое количество теплоты получила холодная вода при нагревании? Сравните эти значения.

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс теплота температура вода масса охлаждение нагревание смесь расчет Количество теплоты теплообмен Новый

Чтобы решить эту задачу, давайте сначала вспомним, что количество теплоты, которое отдает или получает тело, можно вычислить по формуле:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в джоулях);
• m - масса тела (в килограммах);
• c - удельная теплоемкость вещества (для воды c = 4.18 Дж/(кг·℃));
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Теперь давайте рассчитаем количество теплоты, отданное горячей водой.

1. Масса горячей воды (m1) = 0.2 кг, начальная температура (T1) = 100 ℃, конечная температура (T) = 40 ℃.
2. Изменение температуры горячей воды:
• ΔT1 = T1 - T = 100 - 40 = 60 ℃.
3. Теперь подставим значения в формулу:
• Q1 = m1 * c * ΔT1 = 0.2 * 4.18 * 60.
4. Вычислим Q1:
• Q1 = 0.2 * 4.18 * 60 = 50.16 Дж.

Теперь рассчитаем количество теплоты, полученное холодной водой.

1. Масса холодной воды (m2) = 0.8 кг, начальная температура (T2) = 25 ℃, конечная температура (T) = 40 ℃.
2. Изменение температуры холодной воды:
• ΔT2 = T - T2 = 40 - 25 = 15 ℃.
3. Теперь подставим значения в формулу:
• Q2 = m2 * c * ΔT2 = 0.8 * 4.18 * 15.
4. Вычислим Q2:
• Q2 = 0.8 * 4.18 * 15 = 50.16 Дж.

Теперь мы имеем:

• Количество теплоты, отданное горячей водой (Q1) = 50.16 Дж;
• Количество теплоты, полученное холодной водой (Q2) = 50.16 Дж.

Сравнение: Мы видим, что количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой. Это подтверждает закон сохранения энергии: вся теплота, отданная горячей водой, была передана холодной воде.