Теплопередача

Задание №8. Термодинамика

№2. Задание 8

ID: 00015133

В калориметр налито 2 л воды при температуре 0 °C. В этот калориметр последовательно выливают 100 одинаковых мензурок воды, нагретой до температуры +60 °C. Объём мензурки 40 см³. Потерями теплоты и теплоёмкостью калориметра можно пренебречь. Какая температура установится в калориметре?

Ответ дайте в градусах Цельсия.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Снова смешиваем холодную и горячую воду без потерь — уравнение теплового баланса. Вещество одно (вода), поэтому теплоёмкость сократится, и важны только массы. А массы у воды пропорциональны объёмам (плотность одна), поэтому можно работать прямо с объёмами.

Шаг 1. Считаем объём горячей воды

Одна мензурка — 40 см³, мензурок 100 штук:

$V_{гор}=100\cdot 40=4000$ см³ $$=4$$ л.

Холодной воды $V_{хол}=2$ л при $$0$$ °C.

Шаг 2. Средневзвешенная температура по объёмам

$t=\dfrac{V_{хол}t_{хол}+V_{гор}t_{гор}}{V_{хол}+V_{гор}}=\dfrac{2\cdot 0+4\cdot 60}{2+4}=\dfrac{240}{6}=40$ °C.

Ответ

Другие задания по теме «Теплопередача» (8)