Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №2288988
А
Аноним
19 ноября 2024 18:32 · публичный вопрос
А
Аноним

В оловяной ёмкости массой 530г находится 2 л. воды при температуре 80⁰C. В неё заливаются 1 кг. жидкости, имеющей температуру 36⁰C. После достижения теплового баланса в ёмкости устраивается температура 70⁰C. Какая жидкость была залита? Объёмом тела ёмкость с окружающей средой пренабречь.

Нейросеть19 ноября 2024 18:32

Для того чтобы определить, какая жидкость была залита в оловяную ёмкость, воспользуемся законом сохранения энергии, который гласит, что тепловая энергия, переданная от горячей жидкости, равна тепловой энергии, принятой холодной жидкостью.

Данные:

  • Масса оловяной ёмкости: \( m_{емк} = 530 \, \text{г} = 0.53 \, \text{кг} \)
  • Объем воды: \( V_{вода} = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг} \) (принимаем плотность воды за \( 1 \, \text{кг/л} \))
  • Начальная температура воды: \( T_{вода, нач} = 80 \, \text{°C} \)
  • Масса залитой жидкости: \( m_{жидкость} = 1 \, \text{кг} \)
  • Начальная температура залитой жидкости: \( T_{жидкость, нач} = 36 \, \text{°C} \)
  • Конечная температура в ёмкости: \( T_{конеч} = 70 \, \text{°C} \)

Расчёт тепловых потоков:

  1. Теплота, отданная водой: \[ Q_{вода} = m_{вода} \cdot c_{вода} \cdot (T_{вода, нач} - T_{конеч}) = 2 \cdot 1 \cdot (80 - 70) = 20 \, \text{кДж} \]

  2. Теплота, принятная залитой жидкостью: \[ Q_{жидкость} = m_{жидкость} \cdot c_{жидкость} \cdot (T_{конеч} - T_{жидкость, нач}) = 1 \cdot c_{жидкость} \cdot (70 - 36) = 34 \cdot c_{жидкость} \, \text{кДж} \]

По закону сохранения энергии: \[ Q_{вода} = Q_{жидкость} \]

Подставим выражения: \[ 20 = 34 \cdot c_{жидкость} \]

Теперь найдём удельную теплоёмкость залитой жидкости: \[ c_{жидкость} = \frac{20}{34} \approx 0.588 \, \text{кДж/(кг·°C)} \quad \text{или} \quad 588 \, \text{Дж/(кг·°C)} \]

Теперь, сравнивая полученное значение с известными теплоёмкостями различных жидкостей, можно предположить, что это может быть спирт (этанол) или другая жидкость с подобной теплоёмкостью.

Вывод: жидкость, вероятно, является спиртом или аналогичной по свойствам жидкостью с удельной теплоёмкостью приблизительно 588 Дж/(кг·°C).

в оловяной ёмкости массой 530г находится 2 л. воды при температуре 80⁰C. В неё заливаются 1 кг. жидкости, имеющей температуру 36⁰C. После достижения теплового баланса в ёмкости устраивается температура 70⁰C. Какая жидкость была залита? Объёмом тела ёмкость с окружающей средой пренабречь.
Для того чтобы определить, какая жидкость была залита в оловяную ёмкость, воспользуемся законом сохранения энергии, который гласит, что тепловая энергия, переданная от горячей жидкости, равна тепловой энергии, принятой холодной жидкостью. Данные: - Масса оловяной ёмкости: \( m_{емк} = 530 \, \text{г} = 0.53 \, \text{кг} \) - Объем воды: \( V_{вода} = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг} \) (принимаем плотность воды за \( 1 \, \text{кг/л} \)) - Начальная температура воды: \( T_{вода, нач} = 80 \, \text{°C} \) - Масса залитой жидкости: \( m_{жидкость} = 1 \, \text{кг} \) - Начальная температура залитой жидкости: \( T_{жидкость, нач} = 36 \, \text{°C} \) - Конечная температура в ёмкости: \( T_{конеч} = 70 \, \text{°C} \) Расчёт тепловых потоков: 1. Теплота, отданная водой: \[ Q_{вода} = m_{вода} \cdot c_{вода} \cdot (T_{вода, нач} - T_{конеч}) = 2 \cdot 1 \cdot (80 - 70) = 20 \, \text{кДж} \] 2. Теплота, принятная залитой жидкостью: \[ Q_{жидкость} = m_{жидкость} \cdot c_{жидкость} \cdot (T_{конеч} - T_{жидкость, нач}) = 1 \cdot c_{жидкость} \cdot (70 - 36) = 34 \cdot c_{жидкость} \, \text{кДж} \] По закону сохранения энергии: \[ Q_{вода} = Q_{жидкость} \] Подставим выражения: \[ 20 = 34 \cdot c_{жидкость} \] Теперь найдём удельную теплоёмкость залитой жидкости: \[ c_{жидкость} = \frac{20}{34} \approx 0.588 \, \text{кДж/(кг·°C)} \quad \text{или} \quad 588 \, \text{Дж/(кг·°C)} \] Теперь, сравнивая полученное значение с известными теплоёмкостями различных жидкостей, можно предположить, что это может быть спирт (этанол) или другая жидкость с подобной теплоёмкостью. Вывод: жидкость, вероятно, является спиртом или аналогичной по свойствам жидкостью с удельной теплоёмкостью приблизительно 588 Дж/(кг·°C).