В калориметре находится m1= 0,5 кг воды при температуре t1= 10 °С. В воду положили m2 = 1 кг льда при температуре t2 = -30 °С. Какая температура θ °С установится в калориметре, если его теплоемкостью можно пренебречь?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Пусть T - итоговая температура в калориметре. Тогда тепловой баланс между начальным состоянием калориметра (t1=10°C) и воды (t2=-30°C) и конечным состоянием калориметра (T) при изменении системы будет следующим:

$m_1 \cdot c \cdot (T - t_1) + m_2 \cdot c \cdot (T - t_2) = 0$

где m1, m2 - массы воды и льда соответственно, c - удельная теплоемкость вещества.

Подставляем известные величины:

$0.5 \cdot 4200 \cdot (T - 10) + 1 \cdot 2100 \cdot (T + 30) = 0$

Решаем уравнение:

$2100T - 21000 + 2100T + 63000 = 0$

$4200T + 42000 = 0$

$4200T = -42000$

$T = -10$

Итак, при смешивании воды и льда в калориметре установится температура -10 °С.