Question

У скляний стакан із масою 100 г, що має температуру 20 °С, налили воду за температури 80 °С. Через деякий час температура води стала рівною 70 °С. Яка маса води, налитої в стакан?​

Answer 1

Для вирішення задачі можна скористатися формулою рівноваги теплового балансу:

Q1 + Q2 = 0,

де Q1 - кількість тепла, яке виділяється стаканом, Q2 - кількість тепла, яке поглинає вода.

Так як система знаходиться в стані термодинамічної рівноваги, то Q1 = Q2.

Кількість тепла, яке поглинає стакан, можна обчислити за формулою:

Q1 = c * m * Δt,

де c - теплоємність скла (у цьому випадку можна прийняти за 0,84 Дж/(г * °С)), m - маса стакана, Δt - різниця температур.

Q2 = c * m_води * Δt_води,

де m_води - маса води, Δt_води - зміна температури води.

Так як Q1 = Q2, то:

c * m * Δt = c * m_води * Δt_води.

Підставляючи відомі значення:

0,84 * 100 * (70-20) = 4,18 * m_води * (80-70),

отримуємо:

m_води = 100 * (70-20) / (10 * 4,18) = 345,91 г.