Два калориметра с горячей водой
5/10Имеется 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
ПодсказкаЗапишите уравнение теплового баланса для каждого калориметра отдельно: холодная вода нагревается до итоговой температуры, горячая остывает до неё. Масса воды в калориметре пропорциональна его заполнению.
ОтветКомнатная температура \(T_1 = 6t_1 - 5t_2 = 16^\circ\text{C}\); температура горячей воды \(T_2 = \dfrac{5t_2 - 3t_1}{2} = 76^\circ\text{C}\).
РешениеПусть 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 \[T_1 = 6t_1 - 5t_2 = 16^\circ\text{C}, \qquad T_2 = \frac{5t_2 - 3t_1}{2} = 76^\circ\text{C} .\]
Похожие задачи
- Алюминиевый шарик в стакане с водой МОШ 2009/10, 8 кл.
- Перелив воды между бочками МОШ 2009/10, 9 кл.
- Линейная теплоёмкость ВсОШ 2009/10, 9 кл.
- Горячая деталь в воде МОШ 2010/11, 8 кл.
- Нагрев сосуда с водой и гирей МОШ 2011/12, 8 кл.
- Лёд в калориметре МОШ 2011/12, 9 кл.