Всосуд, содержащий 0,6 кг при температуре 10 ○ с, опускают 0,8 кг льда, взятого при температуре -20 ○ с. пренебрегая теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью сосуда, определить температуру и состав содержимого сосуда.
Сложность задачи в том, что неясно, отдает или принимает теплоту вода. В таких случаях надо руководствоваться правилом: записывать теплоту, отдаваемую телами, в левой части уравнения и вычитать из предположительно большей температуры меньшую. Получение члена с отрицательным знаком равносильно переносу его в другую часть уравнения со знаком плюс (правило справедливо при отсутствии агрегатных превращений).
Допустим, что вода охлаждается: уравнение теплового баланса будет иметь вид
Если допустить, что вода получает теплоту, то
Оба уравнения дают правильный ответ, однако, правильно описывает процесс первое уравнение.
Первый и второй упадут в однр время, так как незамкнутый соленоид никак не влияет на движение. В третьем случае сагнитное поле магнита будет, согласно правилу Ленца, создавать индукционный ток, в следствии чего магнитное поле соленоида будет тормозить движение магнита. С точки зрения закона сохранения енергии это тоже легко увидеть, так как часть начальной потенциальной енергии будет тратиться на магнитную индукцию, а значит меньшая часть будет переходить в кинетическую и магнит будет падать медленее, чем если бы вся потенциальная переходила в кинетическую.
t1=100
m2=0.8кг
c1 воды=4200
c2 льда=2100
t2=-20
найти t3=?
Q=cmΔt
Qполуч=|Qотд|
c2m2(t3-t2)=c1m1(t1-t3)
t3(c2m2+c1m1)=c2m2t2+c1m1t1
t3=(c2m2t2+c1m1t1)/(c2m2+c1m1)
подставляем и получаем
t3=(2100*0.8*(-20)+4200*0.6*100)/(2100*0.8+4200*0.6)
t3=( -33600+252000)/(1680+2520)
t3=218400/4200=52
ответ: t3=52