В воду массой 1 кг температура которой 10°с, вливают 800 грамм кипятка. Какой станет конечная температура смеси?Удельная теплоемкость воды 4200Дж/кг×°с.
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии: m1c1(T1 - T) = m2c2(T - T2), где m1 и m2 - массы воды и кипятка, c1 и c2 - их удельные теплоемкости, T1 и T2 - начальные температуры, а T - конечная температура.
Поскольку количество вещества осталось постоянным, можно воспользоваться законом Гей-Люссака и найти соотношение исходного и конечного давления: V1/T1 = V2/T2, где V1 и V2 - объемы веществ, T1 и T2 - начальная и конечная температуры.
Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии:
m1c1(T1 - T) = m2c2(T - T2),
где m1 и m2 - массы воды и кипятка, c1 и c2 - их удельные теплоемкости, T1 и T2 - начальные температуры, а T - конечная температура.
m1 = 1 кг = 1000 г,
c1 = 4200 Дж/кг×°С,
T1 = 10°С,
m2 = 0.8 кг = 800 г,
c2 = 2100 Дж/кг×°С (удельная теплоемкость пара).
Подставим данные в формулу:
10004200(10 - T) = 8002100(T - T2),
4200000(10 - T) = 1680000(T - T2),
42000000 - 4200000T = 1680000T - 1680000T2,
5880000T = 42000000 + 1680000T2,
T = 7,14 + 0,28T2.
Поскольку количество вещества осталось постоянным, можно воспользоваться законом Гей-Люссака и найти соотношение исходного и конечного давления:
V1/T1 = V2/T2,
где V1 и V2 - объемы веществ, T1 и T2 - начальная и конечная температуры.
Подставляем начальную температуру в уравнение:
V1/(10+273) = V2/(7,14 + 273),
V1 = V2*((10+273)/(7,14 + 273)),
V1/V2 = 1,387.
Так как объем вещества количественно остался постоянным, давление останется постоянным. То есть объем пара сжался, но давление перемещается к воде.
Таким образом, конечная температура смеси будет около 7,14°С.