Установите температуру горячей воды в калориметре t2. Измерьте температуру холодной воды в мензурке t1. (Чтобы лучше рассмотреть показания термометра, наведите на него мышкой.)

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
Задание
Установите температуру горячей воды в калориметре $t_2$. Измерьте температуру холодной воды в мензурке $t_1$. (Чтобы лучше рассмотреть показания термометра, наведите на него мышкой.)
Вычислите массу воды в мензурке $m_1$ и массу воды в калориметре $m_2$.
Занесите значения $t_1$, $m_1$ и $m_2$ в окно «Результат» и проверьте ответы.

Результат
$c=4200$ Дж/(кг·°C)
$\rho=1000$ кг/м³
$V_1=100$ мл
$V_2=100$ мл
$t_2=70$ °C
$t_1$ = ___ °C
$m_1$ = ___ кг
$m_2$ = ___ кг

Анимация
[Рисунок: калориметр с термометром и водой; справа мензурка с водой и термометром; справа от неё видна рамка «Область увеличения».]

Answer

В поля «Результат» нужно вписать:

$$
t_1=20^\circ C,\qquad m_1=0{,}1\ \text{кг},\qquad m_2=0{,}1\ \text{кг}.
$$

Температура горячей воды уже задана: $t_2=70^\circ C$.

Как это получить

1. Температура холодной воды. Смотрим на правый термометр в мензурке: верх красного столбика находится у отметки $20^\circ C$. Значит, $t_1=20^\circ C$.

2. Переводим объём в единицы СИ.
$$
100\ \text{мл}=100\ \text{см}^3=100\cdot10^{-6}\ \text{м}^3=0{,}0001\ \text{м}^3.
$$

3. Находим массы по плотности.
$$
m=\rho V,
$$
поэтому
$$
m_1=1000\cdot0{,}0001=0{,}1\ \text{кг},
$$
$$
m_2=1000\cdot0{,}0001=0{,}1\ \text{кг}.
$$

Проверка и смысл темы

Объёмы одинаковые, значит и массы одинаковые. Если потом смешать холодную и горячую воду без потерь, уравнение теплового баланса имеет вид
$$
cm_2(t_2-\theta)=cm_1(\theta-t_1).
$$
При $m_1=m_2$:
$$
\theta=\frac{t_1+t_2}{2}=\frac{20+70}{2}=45^\circ C.
$$
То есть конечная температура должна лежать между $20^\circ C$ и $70^\circ C$. Это хорошая проверка: холодная вода нагревается, горячая остывает, а количество теплоты при идеальном теплообмене одинаково.

Обсуждение