Бутылочки в калориметре
3/10Калориметр 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.
РешениеПусть 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 \[T_2 = \frac{2t + 7T_1}{9} = \frac{268}{9}^\circ\text{C} \approx 29{,}8^\circ\text{C}.\]
Похожие задачи
- Морозильная камера МОШ 2010/11, 10 кл.
- Медь в воде МОШ 2012/13, 8 кл.
- Брусок на куске льда Курчатов 2013/14, 8 кл.
- Алюминиевый цилиндр в калориметре Курчатов 2014/15, 10 кл.
- Чайник с горячей водой «Бельчонок» 2014/15, 7 кл.
- Кастрюля с помешиванием «Бельчонок» 2014/15, 8 кл.