В кастрюлю с 2 л воды температурой 25 °C долили 3 л кипятка температурой 100 °C. Какова будет температура воды после установления теплового = весия? Теплообмен с окружающей средой и теплоемкость кастрюли не учитывайте. Ответ приведите в градусах цельсия.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Поскольку теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью кастрюли можно пренебречь, все тепло, выделяющееся при остывании кипятка идет на нагрев первоначально находившейся в кастрюле жидкости. Найдем массу воды в кастрюле (до доливания кипятка) и массу кипятка: $m_в=\rho _вV_в=1000кг/м в степени ( 3 ) \cdot 0,002м в степени ( 3 ) =2кг$ и $m_кип=\rho _вV_кип=1000кг/м в степени ( 3 ) \cdot 0,003м в степени ( 3 ) =3кг$ соответственно.
На нагревание холодной воды потребовалось количество теплоты $Q_1=cm_в ( t - t_x )$ при охлаждении кипятка выделилось количество теплоты $Q_2=cm_к ( t - t_к )$
Составим уравнение теплового баланса:
$Q_1 + Q_2=0$
$cm_в ( t - t_x ) + cm_к ( t - t_к ) =0$
Отсюда находим конечную температуру содержимого кастрюли:
$t= $\frac{m_кt_к + m_вt_х}{m_к + m_в}$ = $\frac{100 в степени ( \circ ) C \cdot 3кг + 25 в степени ( \circ ) C \cdot 2кг}{3кг + 2кг}$ =70 в степени ( \circ ) C$
Ответ: 70 °C.
На нагревание холодной воды потребовалось количество теплоты $Q_1=cm_в ( t - t_x )$ при охлаждении кипятка выделилось количество теплоты $Q_2=cm_к ( t - t_к )$
Составим уравнение теплового баланса:
$Q_1 + Q_2=0$
$cm_в ( t - t_x ) + cm_к ( t - t_к ) =0$
Отсюда находим конечную температуру содержимого кастрюли:
$t= $\frac{m_кt_к + m_вt_х}{m_к + m_в}$ = $\frac{100 в степени ( \circ ) C \cdot 3кг + 25 в степени ( \circ ) C \cdot 2кг}{3кг + 2кг}$ =70 в степени ( \circ ) C$
Ответ: 70 °C.
Правильный ответ:
70 °C
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 166891 • Задание №5
[рис.] В стеклянную бутылку налили горячую воду. Через несколько минут эту воду вылили, а на горлышко бутылки ...
ID 108831 • Задание №26
Из пружинного пистолета выстрелили вертикально вниз в мишень, находящуюся на расстоянии 2 м от него. Совершив ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №23 по предмету Физика:
ID 107770
При температуре 250 K и давлении $1,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 5 правая кр...
ID 107771
Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом...
ID 107772
В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещ...
ID 107773
В термос с большим количеством льда при температуре $t_1=0 градусов С$ заливают 0,5 кг воды с т...
ID 107774
КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Ч...