Масса воды, которая вошла в систему при температуре 27°С и имеющая температуру 60°С, нужно определить. Вода была

  • 2
Масса воды, которая вошла в систему при температуре 27°С и имеющая температуру 60°С, нужно определить. Вода была вскипячена. Определите массу охлажденной воды (ответ: 16,5 кг при начальной температуре 7°С).
Yarus
60
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для теплопередачи:

\[Q = mcΔT\]

Где:
- \(Q\) - количество переданной теплоты
- \(m\) - масса вещества
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества
- \(\Delta T\) - изменение температуры

Мы знаем, что вода вскипятилась, поэтому можно сказать, что теплота, переданная всей системе, равна нулю. Таким образом, мы можем записать следующее уравнение:

\[m_1c\Delta T_1 + m_2c\Delta T_2 = 0\]

Где:
- \(m_1\) - масса воды, которая вошла в систему
- \(c\) - удельная теплоемкость воды
- \(\Delta T_1\) - изменение температуры воды 1
- \(m_2\) - масса охлажденной воды
- \(\Delta T_2\) - изменение температуры воды 2

Мы знаем, что начальная температура воды 1 равна 27°C, температура вскипания равна 100°C, а начальная температура воды 2 равна 60°C. Подставим в наше уравнение известные значения:

\[m_1c(100-27) + m_2c(60-100) = 0\]

Учитывая, что в первом члене у нас есть разность температур (100-27), которая равна 73, а во втором члене у нас есть разность температур (60-100), которая равна -40, мы можем упростить уравнение:

\[73m_1 - 40m_2 = 0\]

Теперь нам известна начальная температура воды 1 и масса воды 2. Остается найти массу охлажденной воды, \(m_2\).

Чтобы найти \(m_2\), мы можем использовать пропорцию:

\(\frac{m_1}{m_2} = \frac{40}{73}\)

Теперь нам нужно решить это уравнение относительно \(m_2\):

\[m_2 = \frac{73}{40} \cdot m_1\]

Осталось только подставить значение массы воды, которая вошла в систему, \(m_1\), в данное уравнение:

\[m_2 = \frac{73}{40} \cdot 16,5\]

Теперь, зная все вышеуказанные значения, мы можем найти массу охлажденной воды:

\[m_2 = \frac{73}{40} \cdot 16,5 = 29,6 \, \text{кг}\]

Итак, масса охлажденной воды составляет 29,6 кг при начальной температуре 27°C.