Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
1. Запишем уравнение теплового баланса:
Qотданное = Qполученное, или cm₁(t - t₁) = cm₂(t₂ - t).
2. Можем сократить на с, получим:
m₁(t - t₁) = m₂(t₂ - t).
3. Вспомним формулу массы: m = ρV.
4. Немного сократим формулу, полученную в (2):
pV₁(t - t₁) = pV₂(t₂ - t),
V₁(t - t₁) = V₂(t₂ - t).
5. Выразим объём кипятка:
(м³).
Переведём в литры: 0,0015 м³ = 1,5 л.
ответ: 1,5 л.
По уравнению теплового баланса
Q1+Q2=0. ( Q1 -количество теплоты, полученное холодной водой, Q2 -количество теплоты, отданное кипятком)
Q1=c*m1*(t - t1) . ( t -температура смеси. t1-начальная температура холодной воды=10град, m1=1кг, с - удельная теплоемкость воды)
Q2=c*m2*(t - t2) ( t2 -начальная температура кипятка=100град m2=0,8кг) . Подставим
c*m1*(t - t1 ) + c*m2*( t - t2)=0. сократим на с и раскроем скобки
m1*t - m1*t1 + m2*t - m2*t2=0. решим уравнение относительно t .
m1*t + m2*t = m1*t1 + m2*t2.
t*( m1+m2) = m1*t1 + m2*t2.
t=( m1*t1 + m2*t2) / ( m1+m2).
t = ( 1*10 + 0,8*100) / ( 1+0,8)=50град.
m=100 грамм=0,1 кг
t=2 с
g=10 м/с^2
А-?
Решение
h=gt^2/2=10*2^2/2=40/2=20 м
А=mgh=0,1 кг*10 м/с^2*20 м=20 Дж