Вкалориметре смешивают три не взаимодействующие
незамерзающие жидкости масами 1 кг, 10 кг и 5 кг с удельными
теплоемкостями 1, 4 и 2 кдж/(кгс) соответственно. температуры жидкостей
до смешивания были равны соответственно. 6 °c, -40 °с и 60° с. найдите
температуру смеси после установления теплового равновесия. считайте, что
теплоемкости жидкостей при смешивании не изменяются.
1. Вначале найдем количество тепла, выделяющегося (или поглощаемого) каждой жидкостью при смешивании. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла, m - масса жидкости, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Для первой жидкости (масса 1 кг, температура изменяется на ΔT = Tсмеси - 6°C) количество тепла будет:
Q1 = 1 кг * 1 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - 6°C).
Для второй жидкости (масса 10 кг, температура изменяется на ΔT = Tсмеси - (-40°C)) количество тепла будет:
Q2 = 10 кг * 4 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - (-40°C)).
Для третьей жидкости (масса 5 кг, температура изменяется на ΔT = Tсмеси - 60°C) количество тепла будет:
Q3 = 5 кг * 2 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - 60°C).
2. Тепло, выделяющееся (или поглощаемое) каждой жидкостью, равно количеству тепла, поглощаемому смесью. Перепишем это условие в виде уравнения:
Q1 + Q2 + Q3 = 0
1 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - 6°C) + 10 кг * 4 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - (-40°C)) + 5 кг * 2 кДж/(кг*°C) * (Tсмеси - 60°C) = 0.
3. Решим уравнение:
Tсмеси - 6°C + 10 * (Tсмеси + 40°C) + 5 * (Tсмеси - 60°C) = 0.
Tсмеси - 6°C + 10Tсмеси + 400°C + 5Tсмеси - 300°C = 0.
16Tсмеси + 94°C = 0.
Tсмеси = -94°C / 16.
Tсмеси ≈ -5.875°C.
Температура смеси после установления теплового равновесия составляет примерно -5.875°C.
Если остались вопросы или нужны дополнительные пояснения, рад буду помочь!