16. У каструлю, маса якої дорівнює 500 г, міститься 1 літр води за температури кипіння. Скільки води температурою 15 oС потрібно в неї долити, щоб вода охолодилася до 70 oС? Питома теплоємність матеріалу каструлі дорівнює 550 Дж/ (кг⸱ oС).
Ответы
Ответ: Готово :)
Объяснение:
Спочатку визначимо, скільки енергії потрібно зняти з води, щоб охолодити її з температури кипіння (100 oC) до 70 oC:
Q = m * c * ΔT
де Q - кількість енергії, m - маса води, c - питома теплоємність води, ΔT - зміна температури
Кількість енергії залежить від зміни температури, а не від початкової температури. Тому ми можемо розрахувати необхідну кількість енергії, використовуючи температури у градусах Цельсія:
Q = 1 кг * 550 Дж/(кг * oС) * (100 oС - 70 oС) = 16 500 Дж
Ця кількість енергії повинна бути знята з води, яка потім буде нагріватися до 70 oC, коли ми доллємо до неї воду з температурою 15 oC. Води з температурою кипіння вже є достатньо, тому ми повинні долити тільки ту кількість води, яка забере всю кількість енергії, яка віддається каструлі при охолодженні. Це можна розрахувати, використовуючи формулу для кількості енергії, яку отримує вода при нагріванні:
Q = m * c * ΔT
Знайдемо масу води, яку потрібно додати:
m = Q / (c * ΔT) = 16 500 Дж / (4 180 Дж/(кг * oС) * (100 oС - 70 oС)) = 0,25 кг
Отже, потрібно долити 0,25 літрів води температурою 15 oC.