Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Образцы и вода в калориметре

  1. Образцы и вода в калориметре

    Физтех 2025/26, 9 кл.
    4/10

    Два образца помещают в калориметр. Температура первого образца \(t_1 = 80\,^\circ\text{C}\), температура второго образца \(t_2 = 40\,^\circ\text{C}\). От горячего образца к холодному перетекла теплота в количестве \(Q = 24\,\text{кДж}\), в системе установилась температура \(\tilde t = 50\,^\circ\text{C}\). В калориметр наливают один литр воды, температура которой \(t_3 = 90\,^\circ\text{C}\).

    Какая температура установится в калориметре? Плотность воды \(\rho = 1000\,\text{кг/м}^3\), удельная теплоёмкость воды \(c_B = 4{,}2\cdot 10^3\,\text{Дж/(кг}\cdot{}^\circ\text{C)}\). Ответ приведите в \(^\circ\text{C}\) с округлением до целого числа. Потери теплоты считайте пренебрежимо малыми.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Теплоёмкость системы двух образцов найдите как отношение переданной теплоты к изменению температуры каждого образца. Далее запишите тепловой баланс с водой.

    Решение

    Температура первого тела изменится на \(1\,^\circ\text{C}\) при подведении к нему (или отведении от него) количества теплоты \(c_1 = \dfrac{Q}{t_1 - \tilde t}\) Дж/\(^\circ\)C. Температура второго тела изменится на \(1\,^\circ\text{C}\) при подведении к нему (или отведении от него) количества теплоты \(c_2 = \dfrac{Q}{\tilde t - t_2}\) Дж/\(^\circ\)C. Для нагревания системы двух тел на \(1\,^\circ\text{C}\) к системе следует подвести количество теплоты \[c = c_1 + c_2 = \frac{Q}{t_1 - \tilde t} + \frac{Q}{\tilde t - t_2}~\text{Дж/}^\circ\text{C}.\] После добавления в калориметр воды в системе установится температура \(t\), уравнение теплового баланса \(c\,(t - \tilde t) = \rho V c_B\,(t_3 - t)\), отсюда \[t = \frac{\rho V c_B t_3 + c\,\tilde t}{\rho V c_B + c}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи