Термодинамика

Задание №20. Расчётная задача

№2. Задание 20

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

Решение

Что происходит

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.

Считаем по частям

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).

Числа

$Q_1=4200\cdot0{,}8\cdot20=67\,200$ 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.

Ответ

$$Q=50400$$ Дж ( $$50{,}4$$ кДж)

Другие задания по теме «Термодинамика» (8)