Естественные науки

Тем,для кого физика не матчеха!(решать не надо,объяснить)

Существует ли какая - либо формула по которой можно рассчитать за какое время стакан наполовину наполненный водой комнатной температуры опять достигнет t-комнаты если долить туда кипятка? Одинаково ли время "остывания" при частичном смешивании для других жидкостей,молока,бензина,или это зависит от плотности или от хим.состава.Это не шутка,если не объясните у блондинки(у меня)может случиться разрыв мозга.
Aizat Baiaugaliev
Aizat Baiaugaliev
5 970
Здесь надо составлять и решать (численно) дифференциальное уравнение в частных производных (что-то вроде уравнения теплопроводности) .
У разных веществ разные теплоемкость и теплопроводность, так что и решения будут разными. Еще и от формы стакана зависит, да и от самого стакана тоже.
Вова Агуреев
Вова Агуреев
5 154
Лучший ответ
Прикол в том, что после того, как в стакан долили кипятка, его температура не достигнет комнатной НИКОГДА.
Уравнение действительно получается дифференциальное, но, по счастью, первого порядка. Для стакана с водой (если не учитывать потери тепла испарением! ) теплоотдача пропорциональная разности температур между водой и окружающей средой. То есть - ещё раз, по складам: производная по времени (скорость потери тепла) в случае нагретой стенки пропорциональна разности температуры стенки и температуры окрывжающей среды. Решением такого ДУ будет экспонента от времени. А экспонента по времени, как легко догадаться, стремится к установившемуся значению АСИМПТОТИЧЕСКИ.

Спрашивается тогда - а почему ж вода в итоге всё равно примет оемпературу окружающего воздуха? А ответ простой. Во-первых, мы рассматриваем МОДЕЛЬ. А модель всегда строится на упрощениях. Например, исключается охлаждение воды за счёт испарения. Во-вторых, сама фраза "температура воды равна температуре воздуха" предполагает возможность ИЗМЕРЕНИЯ этих температур, а любое измерение всегда имеет конечную точность. Так что достаточно быстро затухающая функция станет отличаться от своего предельного значения на сколь угодно малую величину (погрежность определения температуры) за конечное - и весьма непродолжительное - время. То есть очень скоро мы просто не сможем почувствовать разницу в температурах воды и воздуха, что на житейском языке и будет означать их равенство.
Тем более что температура, как всякая термодинамическая величина, есть лишь резуьтат усреднения.
Надюша Абдуалиева Так распределение температуры по объему воды не будет равномерным, а будет определяться теплопроводностью. А там уже уравнение второго порядка и с частными производными. То есть экспонента уже не проходит.
Aizat Baiaugaliev Спасибо за ответ.10 баллов не Вам,только потому,что Вы и так практически небожитель.
Вам уже дали много правильных ответов, но это же школьная физика, в учебнике есть формулы, если Вы до них не дошли, то не спешите, если проехали, вот тогда вопрос - а зачем Вам это, живите проще, а вопрос переведите в тему Юмор, получите смешные ответы.
Здесь одной формулой не обойтись расчитывать нужно много и очень долго!!!!
Алла Gromova
Алла Gromova
1 811
А вообще температура в стакане никогда не станет равна температуре воздуха в комнате, потому что полное тепловое равновесие не достижимо, температура в стакане будет только стремиться к температуре воздуха и наоборот