Пример решения задачи №99.
Нагретое до температуры = 90°С тело опустили в сосуд с водой, и при этом температура воды повысилась . До какой температуры нагреется эта вода, если после этого в нее, не вынимая первого -тела, опустить еще ‘такое же тело, тоже нагретое до температуры = 90°С ?
Решение:
В этой задаче, как и в предыдущей, речь идет о процессах нагревания и охлаждения замкнутой термодинамической системы тел, сначала двух, а затем — трех. Запишем закон сохранения тепловой энергии сначала применительно к одному телу и воде, а затем — применительно к двум телам и воде. Когда опустили одно тело в воду, оно отдало воде количество теплоты , поскольку в процессе теплообмена остыло от . Вода при этом получила количество теплоты , поскольку нагрелась при этом от . По закону сохранения тепловой энергии или
После установления теплового равновесия между водой и первым телом их температура стала равна t°. И тут в воду с первым телом опустили такое же второе тело (т. е. с такой же массой и удельной теплоемкостью ст), нагретое опять до температуры . Теперь вода и пер-
вое тело при теплообмене нагреются от температуры t° до температуры и при этом получат количество теплоты , а второе тело остынет от температуры и при этом выделит количество теплоты . Согласно закону сохранения тепловой энергии теперь имеет место равенство или
Нам предстоит решить систему уравнений (1) и (2) относительно неизвестной температуры . Перепишем уравнение (2) так, чтобы члены, содержащие , были справа от равенства. Если после этого вынести за скобки, а затем полученное равенство поделить на уравнение (1), то все массы и удельные теплоемкости (которые не даны) сократятся и мы получим уравнение с одной неизвестной температурой , которую нам нужно найти. Приступим:
Делим на (1):
Произведем вычисления:
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:
Физика — задачи с решениями и примерами
Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи: