1) Если объем воды в 2 раза больше объёма керосина - то высота столба воды в 2 раза больше высоты столба керосина
2) Обозначим высоту столба керосина за x , тогда высота столба воды будет 2x - следовательно так как высоты общая равна 0,3 метра то получаем уравнение: x+2x=0.3 3x=0.3 x=0.1 - отсюда высота столба керосина равна 0.1(Hк=0.1), а высота столбу воды равна 0.2 (Hв=0.2)
3) Найдем давление воды на дно и керосина - а потом эти давления сложим: Рв=1000 кг/м^3*10 м/с^2*0.2 м=2000 Па Рк=800*10*0.1=800 Па
c1 = 2100 Дж/кг°с
m2 = 300 г
с2 = 540 Дж/кг°с
t2 = 100°c
t3 = 20°c
t3 - t1 -?
500 г = 0,5 кг
300 г = 0,3 кг
Раз гирька остыла до 20 градусов, значит и керосин нагрелся до 20 градусов, то есть до t3.
Для чугуна имеем:
Q2 = m2×c2×(t3-t2)
Для керосина:
Q1 = m1×c1×(t3-t1)
Уравнение теплового баланса:
Q1 + Q2 = 0
m1×c1×(t3-t1) + m2×c2×(t3-t2) = 0
t3 - t1 = -m2×c2×(t3-t2) / (m1×c1)
t3 - t1 = - 0,3 кг × 540 Дж/кг°с × (20°с - 100°с) / (2100 Дж/кг°с × 0,5 кг) ≈ 12,3°с
ответ: керосин нагрелся примерно на 12,3 градуса. (То есть его начальная температура t1 была около 7,7 градусов)