Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Смешивание жидкостей

  1. Смешивание жидкостей

    МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
    4/10

    В теплоизолированном сосуде имеются две жидкости с начальными температурами \(T_1\) и \(T_2\) и удельными теплоемкостями \(c_1\) и \(c_2\), разделенные нетеплопроводящей перегородкой. Перегородку убирают, и после установления теплового равновесия разность между начальной температурой одной из жидкостей и установившейся в сосуде температурой \(T\) оказывается в два раза меньше разности начальных температур жидкостей.

    Найдите отношение масс жидкостей \(m_1/m_2\).

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(m_1/m_2 = c_2/c_1\).

    Решение

    Пусть в результате смешивания жидкостей, начальные температуры которых были \(T_1\) и \(T_2\), температура смеси в сосуде стала равной \(T\). Так как сосуд теплоизолирован (\(\Delta Q = 0\)), то \[c_1m_1(T - T_1) + c_2m_2(T - T_2) = 0;\] отсюда \[m_1/m_2 = (c_2/c_1)(T - T_2)(T_1 - T)^{-1}.\] Согласно условию задачи, \(2(T_1 - T) = T_1 - T_2\), а, значит, \(T - T_2 = T_1 - T\), и отношение \((T - T_2)/(T_1 - T) = 1\). Таким образом, \[m_1/m_2 = c_2/c_1,\] т. е. отношение масс жидкостей равно обратному отношению их теплоемкостей.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи