Когда я, Феликс, изучал процессы теплообмена в школе, мне предстояло провести эксперимент, чтобы определить начальную температуру воды. Я решил привести в тепловой контакт лёд при температуре t −20 °C и воду массой 1 кг.
Мои наблюдения позволили построить график зависимости температур веществ от времени. К сожалению, из-за моей небрежности, не все значения и деления на осях были подписаны на графике.Однако, используя известные данные об удельной теплоёмкости воды (cв 4200 Дж/кг·°C)٫ удельной теплоёмкости льда (cл 2100 Дж/кг·°C) и удельной теплоте плавления льда (λ 330000 Дж/кг)٫ я смогу рассчитать начальную температуру воды.Согласно закону сохранения энергии٫ всё тепло٫ отдаваемое водой٫ идёт на нагрев льда. Поэтому можно записать следующее уравнение⁚
mв·cв·(T ─ Тнач) mл·cл·(Тпл ー Тнач) mл·λ,
где mв ─ масса воды, T ー начальная температура воды, Тнач ー конечная температура воды,
mл ─ масса льда, Тпл ─ температура плавления льда.Исходя из условий задачи, значения mв 1 кг, Тпл 0 °C и mл mв.Произведем необходимые подстановки⁚
1·4200·(T ─ Тнач) 1·2100·(0 ー Тнач) 1·330000.4200·T ─ 4200·Тнач -2100·Тнач 330000.Упростим уравнение и объединим подобные слагаемые⁚
4200·T 2100·Тнач 330000 4200·Тнач,
6300·Тнач 330000 ー 4200·T,
Тнач (330000 ─ 4200·T) / 6300.Итак٫ я получил формулу для определения начальной температуры воды⁚
Тнач (330000 ─ 4200·T) / 6300.
Теперь, чтобы найти значение Тнач, мне нужно знать значение конечной температуры воды (Т). Зная это значение, я смогу подставить его в формулу и вычислить начальную температуру воды.
Эксперимент и расчеты позволили мне лично установить начальную температуру воды. Теперь, используя найденную формулу, ты также можешь определить начальную температуру воды.