Смешивание жидкостей
4/10В 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\(m_1/m_2 = c_2/c_1\).
РешениеПусть 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.
Похожие задачи
- Установившаяся температура в ванне МОШ 1990/91, 9 кл.
- Смесь снега с солью ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
- Теплоёмкость жидкости (C5) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Лёд и конденсация пара (C2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Количество пара (С2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Масса льда в калориметре (C2) ЕГЭ 2007, 11 кл.