1.
Данные задачи: m1 (масса горячей воды) = 60 кг; t1 (температура горячей воды до смешивания) = 90 ºС; m2 (масса прохладной воды) = 150 кг; t3 (температура прохладной воды) = 23 ºС; t (равновесная температура) = 40 ºС.
2.
Нам известен объем воды, поэтому мы можем выразить массу воды.
Q1=Q2
Q1=cm1(t-t1)
Q2=cm2(t2-t)
cm1(t-t1)=cm2(t2-t)
m1:m2=(t2-t):(t-t1)=(100-40):(40-20)=3:1
m1+m2=300
Решив систему, получим m1=75, m2=225
Постоянные: Cв (теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг*К).
Потери теплоты при смешивании: Q = Q1 - Q2 = Cв * m1 * (t1 - t) - Cв * m * (t - t2).
Вычисление: Q = 4200 * 60 * (90 - 40) - 4200 * 150 * (40 - 23) = 1,89 * 106 Дж (1,89 МДж).
ответ: В окружающую среду отдано 1,89 МДж теплоты.
Все дополнительные данные заключены в словах "сплошной алюминиевый куб".
Давление твердого тела на опору:
р = F/S
F - сила, действующая на тело перпендикулярно поверхности, в данном случае это будет вес куба (Р).
Получаем: р = P/S.
Вес тела равен:
Р = mg (масса* ускорение свободного падения).
Тогда наша формула для давления куба приобретет вид:
р = (mg)/S
Слово алюминиевый позволяет использовать плотность алюминия. Интернет выдает, что ро(Al) = 8,1*10^3 (кг/м^3).
Зная, что плотность представляет собой отношение массы к объему, выражаем массу: m = ро*V.
Подставляем в формулу для давления и получаем:
р = (ро*V*g)/S.
Видим, что если объем (м^3) и площадь (м^2) сократить, то останется длина (l, м), а все остальные величины известны. Тогда выразим длину и найдем ее:
р = ро*g*l
l = p/(po*g) = 2*10^3(Па)/(8,1*10^3 кг/м^3 * 9,8 м/с^2) = 0,0252 м.
У нас куб, значит, все стороны одинаковы. Куб сплошной, значит, никаких дополнительных вычетов из объема делать не нужно.
Находим объем куба:
(0,0252 м)^3 = 1,6*10^(-5) м^3.
Возвращаемся к выражению для плотности тела, выражаем массу, и находим ее:
ро = m/V
m = po*V = 8,1*10^3 кг/м^3 * 1,6*10^(-5) м^3 = 12,96*10^(-2) кг = 129,6 г.