В первом сосуде находится 1 кг воды при температуре 30°C, а во втором находится 1 кг воды при температуре 90°C. Какая будет температура в первом сосуде, если добавить всё содержимое второго? Потерями энергии пренебречь.

Физика 8 класс Теплопередача температура воды теплообмен физика расчет температуры Энергия тепло сосуды термодинамика Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать принцип сохранения энергии, который утверждает, что теплотворная энергия, переданная от горячего тела к холодному, равна теплотворной энергии, полученной холодным телом.

В нашем случае у нас есть два сосуда с водой:

• Первый сосуд: 1 кг воды при температуре 30°C.
• Второй сосуд: 1 кг воды при температуре 90°C.

Когда мы смешиваем воду из обоих сосудов, общая масса воды остается 2 кг, а конечная температура будет равна температуре, которую мы хотим найти. Обозначим конечную температуру как T.

Теперь применим формулу для расчета тепла:

• Тепло, полученное холодной водой (из первого сосуда): Q1 = m1 * c * (T - T1), где:
• m1 = 1 кг (масса холодной воды),
• c = 4.18 кДж/(кг·°C) (удельная теплоемкость воды),
• T1 = 30°C (начальная температура холодной воды).
• Тепло, отданное горячей водой (из второго сосуда): Q2 = m2 * c * (T2 - T), где:
• m2 = 1 кг (масса горячей воды),
• T2 = 90°C (начальная температура горячей воды).

Согласно закону сохранения энергии, мы можем записать уравнение:

Q1 = Q2

Подставим выражения для Q1 и Q2:

m1 c (T - T1) = m2 c (T2 - T)

Подставим известные значения:

1 4.18 (T - 30) = 1 4.18 (90 - T)

Теперь мы можем упростить уравнение, так как 4.18 можно сократить:

T - 30 = 90 - T

Теперь решим это уравнение:

1. Переносим T в левую часть, а 30 в правую:
2T = 90 + 30
2. Сложим числа:
2T = 120
3. Теперь делим обе стороны на 2:
T = 60°C

Таким образом, конечная температура воды в первом сосуде после смешивания составит 60°C.