Найти массу холодной воды m1, когда кипяток массой m2=2 кг смешивается с холодной водой, имеющей температуру t=10

Арсений_6000

5

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения тепла.

Предположение о пренебрежимо малых потерях тепла позволяет нам считать, что количество тепла, которое получает холодная вода, равно количеству тепла, которое отдает кипяток.

Количество тепла, которое получает холодная вода, можно выразить через массу холодной воды m1, ее теплоемкость c1 и изменение температуры Δt1:
Q1 = m1 * c1 * Δt1, где c1 - удельная теплоемкость воды.

Количество тепла, которое отдает кипяток, можно выразить через его массу m2, его теплоемкость c2 и изменение температуры Δt2:
Q2 = m2 * c2 * Δt2, где c2 - удельная теплоемкость кипятка.

Так как количество полученного и отданного тепла равны, мы можем записать следующее уравнение:
m1 * c1 * Δt1 = m2 * c2 * Δt2.

Массу кипятка m2 мы знаем из условия задачи - она равна 2 кг. Теплоемкости c1 и c2 можно найти в таблицах физических величин для воды и кипятка соответственно. Удельная теплоемкость воды составляет около 4,186 Дж/(град C * г), а удельная теплоемкость кипятка - около 2,0 Дж/(град C * г).

Теперь остается найти изменение температуры Δt1, чтобы решить уравнение. Для этого воспользуемся законом сохранения энергии:
Q1 + Q2 = 0.

Зная выражения для Q1 и Q2, можно записать уравнение:
m1 * c1 * Δt1 + m2 * c2 * Δt2 = 0.

Мы знаем значения m2, c2 и Δt2 из условия задачи, осталось найти Δt1:
m1 * c1 * Δt1 = -m2 * c2 * Δt2,
Δt1 = -(m2 * c2 * Δt2) / (m1 * c1).

Теперь мы можем подставить известные значения и рассчитать ответ:
Δt1 = -(2 кг * 2,0 Дж/(град C * г) * (60 - 10) град C) / (m1 * 4,186 Дж/(град C * г)).

Вычисления позволяют найти значение Δt1, после чего мы можем найти массу холодной воды m1:
m1 = -(2 кг * 2,0 Дж/(град C * г) * (60 - 10) град C) / (Δt1 * 4,186 Дж/(град C * г)).

Подставим числовые значения и выполним вычисления, чтобы получить итоговое значение массы холодной воды m1.