В калориметре смешали 2 л воды при температуре 50 °С и 3 л воды холодной воды. При этом установилась температура 35 °С. Найдите температуру холодной воды. Теплоемкость калориметра не учитывать.

Ответ:

В задачах этой группы рассматривается теплообмен между телами системы. При этом предполагается, что внешним теплообменом можно пренебречь. Со стороны тел, не входящих в систему, над телами системы работа не совершается. Систему можно считать замкнутой, внутренняя энергия системы не изменяется.

Внутри системы в процессе теплообмена одни тела нагреваются, другие охлаждаются. Однако, суммарное количество теплоты, полученное системой равно нулю:

, (1)

где Q1; Q2 … Qn – количество теплоты, полученное или отданное телами системы в процессе внутреннего теплообмена.

Уравнение (1) называется уравнением теплового баланса и является основным расчетным уравнением для задач этой группы.

Пример решения задачи.

До какой температуры была нагрета стальная фреза массой 0,2 кг, если после погружения ее в алюминиевый калориметр массой 100 г, содержащий 178 г воды при 16, установилась температура 22?

Дано: m1=0,2 кг, C1=500, m2=0,1 кг, C2=920, m3=0,178 кг, C3=4200, 16, 22

Найти:

Анализ:

Так как мы пренебрегаем внешним теплообменом, то можно записать уравнение теплового баланса в виде:

- количество теплоты, которое отдает стальная фреза, остывая от температуры до равновесной температуры .

- количество теплоты, которое получает алюминиевый калориметр, нагреваясь от температуры до равновесной температуры .

- количество теплоты, которое получает вода, нагреваясь от температуры до равновесной температуры .

Отсюда:

Вычисления:

Задачи для самостоятельного решения