Вопрос школьника
В ведро налито 5 л воды, температура которой 9°С. Сколько кипятку нужно долить в ведро, чтобы температура воды стала 30 °С?
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:
Q1 + Q2 = m1c1ΔT1 + m2c2ΔT2
где Q1 и Q2 — количество тепла, переданного воде и кипятку соответственно, m1 и m2 — массы воды и кипятка, c1 и c2 — теплоемкости воды и кипятка, ΔT1 и ΔT2 — изменения температуры воды и кипятка.
Так как вода и кипяток находятся в одном сосуде, то количество тепла, переданного им, будет одинаковым:
Q1 = Q2
Также известно, что масса воды равна 5 кг, а начальная температура воды составляет 9 °С. Теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г*°С).
Тогда можно записать уравнение:
m1c1ΔT1 = m2c2ΔT2
5 * 4,18 * (30 — 9) = m2 * 1,84 * (100 — 30)
Выразив m2, получим:
m2 = (5 * 4,18 * (30 — 9)) / (1,84 * (100 — 30)) ≈ 2,5 кг
Таким образом, чтобы температура воды в ведре стала 30 °С, необходимо долить примерно 2,5 л кипятка.
