ВПР Физика. 8 класс, Варнант 1. Часть КОД 300 Для того, чтобы остудить чай, температура которого была 55 °С, Маша добавила в него порцию холодной воды с температурой 15°С. После…

Цель: Понять

Решение:

1. Чему равно отношение количества теплоты, отданного чаем, к количеству теплоты, полученному водой?

Для начала выразим изменение температуры каждого компонента, используя закон сохранения энергии:

Q1 (чай) + Q2 (вода) = 0

Q = mc∆T, где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоемкость, ∆T - изменение температуры.

Для чая: Q1 = m1 * c1 * ∆T1 Q1 = m1 * 4200 * (85 - 55) Q1 = 30m1 * 4200

Для воды: Q2 = m2 * c2 * ∆T2 Q2 = m2 * 4200 * (55 - 15) Q2 = 40m2 * 4200

Таким образом, отношение количества теплоты отданного чаем к теплоте, полученной водой:

Ответ: отношение = 30m1 * 4200 / (40m2 * 4200) = 3m1 / 4m2

2. Найдите отношение массы чая к массе долитой воды.

Из предыдущего пункта мы знаем, что отношение количества теплоты, отданного чаем, к количеству теплоты, полученному водой равно 3m1 / 4m2. Поскольку у нас равные удельные теплоемкости, то это равносильно отношению масс:

Отношение масс: m1 / m2 = 4 / 3

3. Какой станет температура чая после добавления еще одной порции воды?

После добавления второй порции воды, температура чая изменится. Для упрощения расчетов предположим, что температура добавленной воды равна 15 °C и все равномерно смешалось.

Используем закон сохранения теплоты:

m1c1(T1 - T) + 2m2c2(15 - T) = 0, где T - итоговая температура

Подставляя известные значения: m14200(85-T) + 2m24200(15 - T) = 0 30m1*(85-T) + 80m2*(15 - T) = 0 2550m1 - 30m1T + 1200m2 - 80m2T = 0 2550m1 + 1200m2 = 80Tm2 + 30Tm1 2550m1 + 1200m2 = T(30m1 + 80m2) T = (2550m1 + 1200m2) / (30m1 + 80m2)

Подставляем m1 / m2 = 4 / 3: T = (25504 + 12003) / (304 + 803) T = (10200 + 3600) / (120 + 240) T = 13800 / 360 T = 38.33

Ответ: Температура чая после добавления второй порции воды составит около 38 °C (округляем до целого числа)