Задача 20 В воду, объемом 3 л, температура которой 70 ºС, опускают алюминиевую ложку массой 40 г. определить температуру алюминиевой ложки, если в результате теплообмена установилась температура 30 ºС.

1.

Данные задачи: m1 (масса горячей воды) = 60 кг; t1 (температура горячей воды до смешивания) = 90 ºС; m2 (масса прохладной воды) = 150 кг; t3 (температура прохладной воды) = 23 ºС; t (равновесная температура) = 40 ºС.

2.

Нам известен объем воды, поэтому мы можем выразить массу воды.

Q1=Q2

Q1=cm1(t-t1)

Q2=cm2(t2-t)

cm1(t-t1)=cm2(t2-t)

m1:m2=(t2-t):(t-t1)=(100-40):(40-20)=3:1

m1+m2=300

Решив систему, получим m1=75, m2=225

Постоянные: Cв (теплоемкость воды) = 4200 Дж/(кг*К).

Потери теплоты при смешивании: Q = Q1 - Q2 = Cв * m1 * (t1 - t) - Cв * m * (t - t2).

Вычисление: Q = 4200 * 60 * (90 - 40) - 4200 * 150 * (40 - 23) = 1,89 * 106 Дж (1,89 МДж).

ответ: В окружающую среду отдано 1,89 МДж теплоты.