Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Два калориметра с горячей водой

  1. Два калориметра с горячей водой

    Росатом 2025/26, 8 кл.
    5/10

    Имеется два одинаковых теплоизолированных калориметра с пренебрежимо малой теплоёмкостью. Один из них заполнен водой комнатной температуры на одну треть, а второй — на одну пятую часть. В калориметры заливают до краёв горячую воду, в результате чего в них устанавливаются температуры \(t_1 = 56^\circ\)C и \(t_2 = 64^\circ\)C. Найти комнатную температуру и температуру горячей воды. Потерями тепла пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите уравнение теплового баланса для каждого калориметра отдельно: холодная вода нагревается до итоговой температуры, горячая остывает до неё. Масса воды в калориметре пропорциональна его заполнению.

    Ответ

    Комнатная температура \(T_1 = 6t_1 - 5t_2 = 16^\circ\text{C}\); температура горячей воды \(T_2 = \dfrac{5t_2 - 3t_1}{2} = 76^\circ\text{C}\).

    Решение

    Пусть комнатная температура равна \(T_1\), температура горячей воды — \(T_2\), масса воды, вмещающейся в калориметр, равна \(m\). Поскольку в первый калориметр наливаем массу \(\frac{2}{3}m\) горячей воды, а во второй — \(\frac{4}{5}m\), уравнения теплового баланса для первого и второго калориметров дают \[\frac{1}{3}m\,c\,(t_1 - T_1) = \frac{2}{3}m\,c\,(T_2 - t_1), \qquad \frac{1}{5}m\,c\,(t_2 - T_1) = \frac{4}{5}m\,c\,(T_2 - t_2) .\] Решая эту систему уравнений, получим \[T_1 = 6t_1 - 5t_2 = 16^\circ\text{C}, \qquad T_2 = \frac{5t_2 - 3t_1}{2} = 76^\circ\text{C} .\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи