Домашние задания: Физика

Подскажите формулы и методику для расчёта

В ёмкость находится вода 92°С, нужно найти объём воды который потребуется, чтобы охладить её до 20°С. Вода которая поступает в ёмкость через кран 10°С.
Gabit Axmetov
Gabit Axmetov
665
Имеется ввиду, что опыт проводится в среде без взаимодействия с окружающей средой, кроме воды из крана. (грубо говоря, имеется ввиду, что вода не остывает).
Вот формула, которая нужна:
Q = c*m*(t2 - t1). У тебя должна быть масса или объем воды, которая находится в емкости. С массой всё ясно, но если у тебя, допустим, 1 литр воды, то массу считаем так:
m = ро*V; m = 1000 кг/м^3 * 0.001 м^3 = 1 кг. То есть 1 литр = 1 кг.
Теперь по той формуле считаем теплоту, которая нужна, чтобы 92°C опустить до 20°C:
Q = 4200 Дж/(кг*град) * 1 кг * (92°C - 20°C) = - 302400 Дж. Нам нужно остудить воду, поэтому нужна отрицательная теплота тобишь холод.
Энергия, которую содержит 1 кг воды температурой 10 °C:
U = ((3*m)/(2*M)) * R * T.
U = ((3 * 1) / (2 * 0.018)) * 8.31 * 283 К = 195977.5 Дж
Процесс изохорный (имеется ввиду весь обьем воды из крана соединится с водой в кастрюле мнгновенно), => Q = дU.
Т. е. m = | - 302400 Дж | / 195977.5 Дж / кг = 1.543 кг. Если бы в кастрюле воды было 1 кг, то понадобилось бы по крайней мере 1.6 кг, чтобы её остудить с 92°C до 20°С
Лена Динер
Лена Динер
1 311
Лучший ответ
Если речь идет лишь о температуре (то есть без теплоемкости, энергии), то все зависит от объемов.
(92-20)/(20-10) = 72/10 = 7,2
Так как полученная температура ближе к холодной, значит ее и нужно больше, соответственно, в 7,2 раз
Сергей Будылин
Сергей Будылин
66 857