Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
1. Запишем уравнение теплового баланса:
Qотданное = Qполученное, или cm₁(t - t₁) = cm₂(t₂ - t).
2. Можем сократить на с, получим:
m₁(t - t₁) = m₂(t₂ - t).
3. Вспомним формулу массы: m = ρV.
4. Немного сократим формулу, полученную в (2):
pV₁(t - t₁) = pV₂(t₂ - t),
V₁(t - t₁) = V₂(t₂ - t).
5. Выразим объём кипятка:
(м³).
Переведём в литры: 0,0015 м³ = 1,5 л.
ответ: 1,5 л.1.
Первый этап движения тела - подъём на высоту Н.
Vo вв - начальная скорость при движении вверх
Vк вв = 0 - конечная скорость тела при движении вверх
g - ускорение свободного падения
V(t) = Vo вв - gt - зависимость скорости от времени t
При t = t вв Vк вв = 0, тогда Vo вв = gt вв.
Н = Vo · t вв - gt вв²/2 = gt вв² - gt вв²/2 = gt вв²/2, тогда
t вв = √(2Н/g). - время подъёма на максимальную высоту
Теперь рассмотрим 2-й этап движения - падение с высоты Н
H = Vo вн · t вн + gt вн²/2
Vo вн = 0 - начальная скорость тела при падении, поэтому
H = gt вн²/2 и
t вн = √(2Н/g) - время падения тела с высоты Н
Полное время движения t = t вв + t вн = 2√(2Н/g) вдвое больше времени t вв подъёма, что и требовалось доказать.
2.
Vo вв = gt вв - начальная скорость при движении тела вверх
Vк вн = gt вн - конечная скорость падения тела
Поскольку t вв = t вн, то и Vк вн = Vк вв = 15м/с
