Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Порции горячей воды в стакане

  1. Порции горячей воды в стакане

    Физтех 2025/26, 9 кл.
    3/10

    В массивном стакане находится вода, состояние равновесное. В первом опыте в стакан добавляют порцию горячей воды. В установившемся состоянии приращение температуры в стакане \(\Delta t_1 = 6\text{ ºC}\). Во втором опыте в стакан добавляют ещё одну такую же порцию горячей воды. Во втором опыте приращение температуры в стакане \(\Delta t_2 = 4\text{ ºC}\).

    1. На сколько \(\Delta t\) ºC температура добавляемой в стакан горячей воды больше начальной температуры стакана с водой? Потери теплоты считайте пренебрежимо малыми.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите уравнение теплового баланса для каждого опыта; теплоёмкость стакана с водой и одной порции обозначьте через отношение.

    Ответ

    1) \(\Delta t = 30\text{ ºC}\).

    Решение

    Обозначим \(x = C/C_B\), где \(C\) — теплоёмкость стакана с водой, \(C_B\) — теплоёмкость одной порции, \(\theta\) — разность температур горячей воды и начальной температуры стакана. Первый опыт: \(C_B(\theta - \Delta t_1) = C\,\Delta t_1\), откуда \(\theta = (x+1)\Delta t_1\). Второй опыт: \(C_B(\theta - \Delta t_1 - \Delta t_2) = (C + C_B)\Delta t_2\), откуда \(\theta = (x+1)\Delta t_2 + \Delta t_1 + \Delta t_2\). Исключая \(x\): \[x + 1 = \frac{\Delta t_1 + \Delta t_2}{\Delta t_1 - \Delta t_2} = \frac{10}{2} = 5, \qquad \theta = (x+1)\Delta t_1 = 30\text{ ºC}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи