3. В ванной смешали горячую воду объëмом 30 л, имеющую температуру 80 °С, и холодную воду объёмом 60 л, имеющую температуру 20 °С. Температура тёплой воды оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.
Answers & Comments
Объяснение:
Мы можем использовать уравнение теплообмена:
Q_горячая_вода + Q_холодная_вода = 0
Где Q_горячая_вода - количество теплоты, отданное горячей водой, и Q_холодная_вода - количество теплоты, полученное холодной водой.
Мы можем выразить количество теплоты, используя следующую формулу:Q = m * c * ΔT
Где:
Q - количество теплоты (в джоулях)
m - масса воды (в килограммах)
c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж / (г °C))
ΔT - изменение температуры (в °C)
Для горячей воды:
m_горячая_вода = 30 л * 1 кг/л = 30 кг
ΔT_горячая_вода = 80 °C - 40 °C = 40 °CQ_горячая_вода = 30 кг * 4,186 Дж / (г °C) * 40 °C = 5023,2 кДж
Для холодной воды:
m_холодная_вода = 60 л * 1 кг/л = 60 кг
ΔT_холодная_вода = 40 °C - 20 °C = 20 °C
Q_холодная_вода = 60 кг * 4,186 Дж / (г °C) * 20 °C = 5023,2 кДжИтак, горячая вода отдала 5023,2 кДж теплоты, и холодная вода получила то же количество теплоты при нагревании. Эти количества теплоты равны.