Question

В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру 80С, добавили 40 кг воды при температуре 20С и 20 кг воды при температуре 40С. Найдите температуру смеси.

Answer 1

Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения энергии (теплоты). Он говорит нам, что теплота, переданная одной части вещества, равна теплоте, принятой другой частью вещества.

Для начала, давайте найдем общую теплоту переданную каждой части вещества.

Общая теплота, переданная первой части вещества, равна массе первой части вещества умноженной на изменение температуры:
Q1 = m1 * ΔT1,
где Q1 - общая теплота, переданная первой части вещества,
m1 - масса первой части вещества,
ΔT1 - изменение температуры первой части вещества.

Аналогично, общая теплота, переданная второй части вещества, равна:
Q2 = m2 * ΔT2,
где Q2 - общая теплота, переданная второй части вещества,
m2 - масса второй части вещества,
ΔT2 - изменение температуры второй части вещества.

Сумма общих теплот переданная каждой части вещества должна быть равна общей теплоте принятой другой частью вещества:
Q1 + Q2 = 0.

Теперь разберемся с изменениями температур.

Изменение температуры первой части вещества будет равно конечной температуре смеси минус начальной температуры первой части вещества:
ΔT1 = Т - 80,
Т - температура смеси.

Изменение температуры воторой части вещества будет равно конечной температуре смеси минус начальной температуры второй части вещества:
ΔT2 = Т - 20.

Теперь подставим все значения в уравнение и решим его:

Q1 + Q2 = 0,
m1 * ΔT1 + m2 * ΔT2 = 0,
20 * (Т - 80) + 40 * (Т - 20) + 20 * (Т - 40) = 0,
20Т - 1600 + 40Т - 800 + 20Т - 800 = 0,
80Т - 3200 = 0,
80Т = 3200,
Т = 3200 / 80,
Т = 40.

Таким образом, температура смеси будет равна 40°C.