Do naczynia zawierającego 1 kg wody o temperaturze 20°C wrzucono 1 kg miedzi (c=400J/kg*°C) o temperaturze 100°C. Jaka temperatura ustali się w tym naczyniu?

Do naczynia zawierającego 1 kg wody o temperaturze 20°C wrzucono 1 kg miedzi (c=400J/kg*°C) o temperaturze 100°C. Jaka temperatura ustali się w tym naczyniu?
Odpowiedź

dane: 1l wody = 1 kg m₁ = 1 kg t₁ = 20°C C₁ = 4200 J/kg·°C m₂ = 1 kg t₂ = 100°C C₂ = 400 J/kg·°C szukane: tk = ?   Q pobrane = Q oddane m₁C₁(tk-t₁) = m₂C₂(t₂-tk) m₁C₁tk - m₁C₁t₁ = m₂C₂t₂ - m₂C₂tk m₁C₁tk + m₂C₂tk = m₁C₁t₁ + m₂C₂t₂ tk(m₁C₁+m₂C₂) = m₁C₁t₁+m₂C₂t₂   /:(m₁C₁+m₂C₂) tk = (m₁C₁t₁+m₂C₂t₂)/(m₁C₁+m₂C₂) tk = (1·4200·20+1·400·100)/(1·4200+1·400) = (84000+40000)/4600 ≈ 27°C tk ≈ 27°C ------------

Potrzebny wzor :   [latex]Q = m c_w Delta T[/latex]   dane :    ciepło własciwe wody  [latex]c_{ww} = 4,2 kJ/kgK[/latex]  masa wody  [latex]m_w = 1kg[/latex]    ciepło własciwe miedzi  [latex]c_{wm} = 0,4 kJ/kgK[/latex]  masa miedzi  [latex]m_m = 1kg[/latex]       miedź utraci  tyle ciepła    ile przyjmie woda    stąd:   [latex]Q =m_w c_{ww} (T_k - 20)=m_m c_{wm} ( 100 - T_k) [/latex]   podstawiamy dane i obliczamy :)   [latex] 1 cdot 4,2 ( T_k - 20 ) = 1 cdot 0,4 (100 - T_k )[/latex] [latex] 4,2 ( T_k - 20 ) =0,4 (100 - T_k )[/latex] [latex] 4,2 cdot T_k - 20 cdot 4,2=0,4 cdot 100 - 0,4 cdot T_k [/latex] [latex] 4,2 cdot T_k - 84=40 - 0,4 cdot T_k [/latex] [latex] 4,2 cdot T_k + 0,4 cdot T_k=40+ 84 [/latex] [latex] 4,6 cdot T_k =124 [/latex] [latex]T_k = frac {1240}{46} approx 26,96[/latex]   Odp:  Temperatura końcowa jaka ustali się w tym naczyniu   to  ok 27 °C  

Dodaj swoją odpowiedź