ID: 00007865
В стакан налили 40 г заварки с температурой 20 °С. Какую массу горячей воды c температурой 80 °C необходимо добавить в стакан, чтобы температура получившегося чая была равна 65 °С? Теплоёмкостью стакана и потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Удельную теплоёмкость заварки считать равной удельной теплоёмкости воды.
Источник: ФИПИ
Когда смешивают холодную заварку и горячую воду, горячая вода остывает и отдаёт тепло, а заварка нагревается и тепло получает. В равновесии сколько тепла отдала вода, столько и получила заварка (уравнение теплового баланса). Удельные теплоёмкости у них одинаковы, поэтому сократятся.
Запишем тепловой баланс. Заварка получает $Q_1=c\,m_1(t-t_1)$, горячая вода отдаёт $Q_2=c\,m_2(t_2-t)$. Приравниваем: $m_1(t-t_1)=m_2(t_2-t)$.
Найдём массу горячей воды. $m_2=\dfrac{m_1(t-t_1)}{t_2-t}=\dfrac{40\cdot(65-20)}{80-65}=\dfrac{40\cdot45}{15}=120$ г.
120 г