ID: 00021754
Смешали две порции воды: $200$ г при температуре $t_1=40$ °C и $800$ г при $t_2=80$ °C. Температура получившейся смеси оказалась равной $t_{\text{см}}=60$ °C. Какое количество теплоты получили сосуд и окружающий воздух?
Источник: ФИПИ
Горячая вода остывает и отдаёт тепло. Часть его забирает холодная вода, а всё остальное уходит «на сторону» — сосуду и окружающему воздуху. Значит, искомое тепло — это разность: сколько горячая отдала минус сколько холодная получила.
Отданное горячей водой (её $m_2=800$ г $=0{,}8$ кг, остывает с $80$ до $60$ °C): $Q_1=cm_2(t_2-t_{\text{см}})$.
Полученное холодной ($m_1=0{,}2$ кг, греется с $40$ до $60$ °C): $Q_2=cm_1(t_{\text{см}}-t_1)$.
Удельная теплоёмкость воды $c=4200$ Дж/(кг·°C).
$Q_1=4200\cdot0{,}8\cdot20=67\,200$ Дж; $Q_2=4200\cdot0{,}2\cdot20=16\,800$ Дж.
Сосуду и воздуху досталось: $Q=Q_1-Q_2=67\,200-16\,800=50\,400$ Дж.
$Q=50400$ Дж ($50{,}4$ кДж)