Эту задачу можно решить 2мя с формул и с уравнения. Начнём с формул. Итак, Q1=Q2; развернем и получим с1m1(t3-t1)=c2m2(t3-t2), где с1 и с2 - удельная теплота гири и воды соответственно, t3 - конечная температура. Выразим отсюда t2 и получим: t2=t3-((c1m1(t3-t1))/(c2m2)). Подставим значения и получим: t2=40°-((540Дж/кг*°С•0,1кг(40°-100°))/(4200Дж/кг•°С•0,4кг))=42°. Теперь отнимем от 42° 40° и получим ответ: на 2°С охладилась вода. Теперь уравнение. Q1=Q2, c1m1(t3-t1)=c2m2(t3-t2). Посчитаем левую часть уравнения и получим -3240. Подставим числа и получим обычное уравнение: 4200•0,4(40-х)=-3240; 1680(40-х)=-3240; 67200-1680х=-3240; -1680х=-70440; х=42°
Выразим V из закона Менделеева-Клапейрона:
P V = m R T / M => V = m R T / P M.
А теперь приравняем V1 к V2. И дабы не писать лишнего, сразу посмотрим, что у нас сократится: M, R, m (но сначала я напишу с m для ясности). Получаем:
m T1 / P1 = 0,4 m T2 / P2.
У тебя сейчас, наверное, возник вопрос: почему во второй части уравнения перед m стоит 0,4?
- Потому что исходя из условия задачи мы можем сделать вывод, что m2 = 0,4 m1 (в уравнении m1 заменена на просто m для краткости).
Теперь сокращаем массы, выводим P2:
P2 = 0,4 T2 P1 / T1 = 4*10^-1 * 273 * 2*10^5 / 3*10^2 = 72,8*10^3 Па