Определите температуру кипения жидкости, если её порции в 1 и 4 калориметре начнёт копить через 1 и то же время после включения нагревателя, ответ выразите в градусах цельсия…
Определите температуру кипения жидкости, если её порции в 1 и 4 калориметре начнёт копить через 1 и то же время после включения нагревателя, ответ выразите в градусах цельсия округлите до целых.N2 В четыре одинаковых калориметра CO встроенными одинаковыми нагревательными элементами поместили четыре порции одной и той же жидкости. Известны теплоёмкости этих порций и начальные температуры: 1. 1600а/ С npu 40 °С; 2. 2000 Ах/С npu 40 °С; 3. 1600 дж/С при 50 °С; 4. 2000дж/Спри 50°С: Теплообмена с окружающей средой не происходит, теплоёмкость калориметров пренебрежимо мала.
Ответ: Tb = 90 °C
Пошаговое решение:
- Пусть P — постоянная мощность нагревателя (одинакова для всех калориметров).
- Энергия, необходимая порции i-ой жидкости, чтобы довести температуру от Ti до температуры кипения Tb: Qi = Ci (Tb − Ti).
- Время нагрева до кипения для порции i: ti = Qi / P = Ci (Tb − Ti) / P.
- По условию t1 = t4, значит Ci (Tb − Ti) для порций 1 и 4 равны друг другу: C1 (Tb − T1) = C4 (Tb − T4).
Подставляем известные значения:
- C1 = 1600 Дж/°C, T1 = 40 °C
- C4 = 2000 Дж/°C, T4 = 50 °C
1600 (Tb − 40) = 2000 (Tb − 50)
Решаем уравнение: 1600 Tb − 64000 = 2000 Tb − 100000 −400 Tb = −36000 Tb = 90 °C
Проверка: t1 = C1 (Tb − T1) / P = 1600 (90 − 40) / P = 1600 × 50 / P = 80000 / P t4 = C4 (Tb − T4) / P = 2000 (90 − 50) / P = 2000 × 40 / P = 80000 / P Оба времени совпадают, следовательно, Tb = 90 °C корректно.
