Физика 8 класс помощь
Маша не любит пить горячий чай, поэтому она всегда разбавляет его холодной водой в отношении 2 : 1 (например, к 200 г чая добавляет 100 г холодной воды). Определите, какой станет температура напитка после установления теплового равновесия, если начальная температура холодной воды 20 °C, а исходная температура горячего чая 80 °C. Удельные теплоёмкости воды и чая одинаковые. Смешивание происходит быстро, поэтому потерями теплоты можно пренебречь.
Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии, согласно которому тепловая энергия, полученная от горячего чая, равна тепловой энергии, ушедшей на нагревание смеси до установления теплового равновесия.
Мы знаем, что удельная теплоёмкость воды (c) равна удельной теплоёмкости чая (c). Также нам известно, что масса горячего чая (m) в два раза больше массы холодной воды. Обозначим массу холодной воды за m_1 и массу горячего чая за m_2.
Тепловая энергия горячего чая:
Q_1 = m_2 * c * (80 - T)
Тепловая энергия холодной воды:
Q_2 = m_1 * c * (T - 20)
Здесь T - температура смеси, которую мы хотим найти.
Так как Маша добавляет в 200 г чая 100 г воды, то m_1 = 100 г, m_2 = 200 г.
Учитывая, что м_2 = 2*m_1, можем написать:
Q_1 = 200 * c * (80 - T)
Q_2 = 100 * c * (T - 20)
Согласно закону сохранения энергии:
Q_1 = Q_2
200 * c * (80 - T) = 100 * c * (T - 20)
Разделим обе стороны на c:
200 * (80 - T) = 100 * (T - 20)
Раскроем скобки:
16000 - 200T = 100T - 2000
Соберем все T в одну часть:
300T = 18000
T = 60
Таким образом, температура смеси после установления теплового равновесия составит 60 °C.
География