Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Бутылочки в калориметре

  1. Бутылочки в калориметре

    Росатом 2021/22, 8 кл.
    3/10

    Калориметр с водой имеет температуру \(T = 40^\circ\)C. В калориметр опускают бутылочку с детским питанием с температурой \(t = 8^\circ\)C, и она нагревается до температуры \(T_1 = 36^\circ\)C. Затем эту бутылочку достают и опускают в калориметр ещё две точно такие же бутылочки. До какой температуры они нагреются? Потерями тепла в окружающее пространство пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(T_2 \approx 29{,}8^\circ\)C.

    Решение

    Пусть теплоёмкость одной бутылочки равна \(C_1\), а теплоёмкость калориметра с водой равна \(C\). Уравнение теплового баланса для первой бутылочки: \[C_1\,(T_1 - t) = C\,(T - T_1),\] откуда \(\dfrac{C}{C_1} = \dfrac{T_1-t}{T-T_1} = \dfrac{28}{4} = 7\). (Вычисления можно вести в градусах Цельсия, так как в уравнение входят разности температур.)

    Во втором случае калориметр с водой находится при температуре \(T_1\) и принимает две бутылочки, нагреваясь при этом до температуры \(T_2\): \[2C_1\,(T_2 - t) = C\,(T_1 - T_2).\] Подставляя \(C = 7C_1\), находим \[T_2 = \frac{2t + 7T_1}{9} = \frac{268}{9}^\circ\text{C} \approx 29{,}8^\circ\text{C}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи