В кастрюлю, где находится вода объёмом 3 л при температуре 30°С, добавили 4 л кипятка. Какова будет температура воды после этого? Плотность воды составляет 1000 кг/м3.
Физика 7 класс Теплопередача и температура
Для решения этой задачи мы будем использовать закон сохранения энергии, который гласит, что теплота, переданная от одного тела к другому, равна теплоте, полученной другим телом. В нашем случае это означает, что теплота, потерянная кипятком, будет равна теплоте, полученной холодной водой.
Давайте обозначим:
Сначала найдем массу воды, так как плотность воды равна 1000 кг/м³, а 1 л воды имеет массу 1 кг. Таким образом:
Теперь мы можем записать уравнение для сохранения энергии:
Теплота, потерянная кипятком = Теплота, полученная холодной водой.
Это можно выразить следующим образом:
m2 * c * (T2 - T) = m1 * c * (T - T1),
где c - удельная теплоемкость воды (можно сократить, так как она одинаковая для обеих сторон уравнения).Сократив c, мы получаем:
m2 * (T2 - T) = m1 * (T - T1).
Теперь подставим известные значения:
4 * (100 - T) = 3 * (T - 30).
Раскроем скобки:
400 - 4T = 3T - 90.
Теперь соберем все T на одной стороне:
400 + 90 = 4T + 3T.
490 = 7T.
Теперь найдем T, разделив обе стороны на 7:
T = 490 / 7 = 70.
Таким образом, конечная температура воды после добавления кипятка составит 70°С.