Menu
Для поддержания неизменной температуры воды в сосуде в неё капают горячую воду из чайника, температура которого +80С (капли моментально смешиваются с водой сосуда, лишняя вода вытекает). При температуре окружающей среды +20С для поддержания температуры воды в сосуде равной +50С приходится капать 10 раз в минуту. Какая температура установится в сосуде, если капать в 2 раза реже? Считать теплоотдачу пропорциональной разности температур.


ДАНО

m - масса капли

M - масса воды в сосуде

Т1=80 С

Т2=20 С

Т3=50 С

v1=10   1/мин

v2=v1/2=10/2=5 1/мин

-

Т -

РЕШЕНИЕ

поступает 10 капель с Т1=80 С - тут же сливается 10 капель с Т3=50 С

то есть 10 капель несут в сосуд энергию, связанную с разницей температур 

(Т1-Т3)=(80-50) -> количество ПОСТУПАЮЩЕЙ энергии Q1=c*10m*(T3-T1)

теплообмен ВСЕЙ воды в сосуде с окружающей средой Q2=сM*(T2-T3) -УХОДЯЩАЯ энергия   берем Q1=Q2

c*10m*(T3-T1)=сM*(T2-T3)

10m*(T3-T1)=M*(T2-T3) подставим температуру

10m*(50-80)=M*(20-50)

10m*30=M*30

10m=M

m=M/10 - запомним отношение

Какая температура (Т) установится в сосуде, если капать в 2 раза реже?

5 капель/мин

уравнение теплового баланса такое же

c*5m*(T-T1) + сM*(T2-T)=0

5m*(T-T1) +  M*(T2-T)=0 -подставим известные значения

5*(M/10)(T-80) + M*(20-T)=0

0.5*(T-80) + (20-T)=0

0.5T-40 + 20-T=0

20-0.5T=0

20=0.5T

T=40 C

ОТВЕТ 40 С


ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:
  • Определить, с какой скоростью должна лететь капелька воды, чтобы при столкновении ее с такой же неподвижной каплей обе испарились. Начальная температура капель t0. Удельная т...
  • В холодную воду в виде капель выливается расплавленный свинец. Масса воды равна 10 кг, начальная температура равна 20 градусов. Чему будет равна температура воды, если в нее...
  • В сосуд налили 1 кг воды при температуре 90 °С. Чему равна масса воды, взятой при 30 °С, которую нужно налить в сосуд, чтобы в нём установилась температура воды, равная 50 °С...
  • Имеются 2 теплоизолированных сосуда, в первом-5 литров воды при температуре 60С, во втором-1 литр воды при температур 20С. Вначале часть воды перелили из первого сосуда во вт...
  • В чашке содержится 300 г льда. Что будет находится в чашке после того как в нее влили 100 г воды при температуре 60 C, если температура окружающей среды 0 С? Удельная теплота...