Три стакана и перелитая ложка
5/10Имеется три стакана с водой массой \(m\), \(3m\) и \(7m\) с разными температурами. Когда ложку воды из первого стакана перелили во второй, температура воды в нём увеличилась на величину \(\Delta t\). Затем такую же ложку воды из второго стакана перелили в третий, и температура воды в нём уменьшилась на величину \(\Delta t/3\). После этого такую же ложку воды из третьего стакана перелили в первый. На сколько изменится температура воды в первом стакане? Потерь тепла в окружающее пространство не происходит. Теплоёмкостью стаканов пренебречь.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаКакими окажутся массы воды в стаканах после трёх переливаний? Чему равна суммарная теплота, полученная всеми стаканами?
ОтветТемпература воды в первом стакане уменьшилась на \(\dfrac{2}{3}\Delta t\).
РешениеМасса ложки мала, поэтому массы стаканов после трёх переливаний остаются такими же, \(m\), \(3m\) и \(7m\). Температура воды во втором стакане в итоге стала больше на \(\Delta t\), в третьем — меньше на \(\Delta t/3\). Значит, второй стакан получил количество теплоты \(Q_2 = c\cdot 3m\,\Delta t\), а третий — \(Q_3 = -c\cdot 7m\,\dfrac{\Delta t}{3}\). Пусть температура воды в первом стакане изменилась на \(\Delta t_1\). Так как потерь тепла нет, сумма полученных теплот равна нулю: \[c\,m\,\Delta t_1 + 3c\,m\,\Delta t - \frac{7}{3}\,c\,m\,\Delta t = 0 \quad\Rightarrow\quad \Delta t_1 = -\frac{2}{3}\,\Delta t .\] Температура воды в первом стакане уменьшилась на \(\dfrac{2}{3}\Delta t\).
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.