В калориметре смешали 0,16 кг воды при температуре 22°С и 0,08 кг горячей воды при температуре 88°С. Термометр показывает температуру смеси 44°С. Термометр имеет погрешность 2°C. 1) Какой количество теплоты отдала горячая вода? 2) Какое количество теплоты получила холодная вода? 3) Определи, в каких пределах может лежать реальная температура смеси с учётом погрешности термометра. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С).

1) Количество теплоты, отданное горячей водой:

• Дано:
  • Масса горячей воды (\(m_1\)): 0,08 кг
  • Начальная температура горячей воды (\(t_1\)): 88°C
  • Конечная температура смеси (\(t_{смеси}\)): 44°C
  • Удельная теплоёмкость воды (\(c\)): 4200 Дж/(кг·°C)
• Формула: Количество теплоты (\(Q\)), отданное горячей водой, рассчитывается по формуле: \[ Q = mc\Delta t \] где \(\Delta t = t_1 - t_{смеси}\).
• Вычисление: \[ Q_{отд} = 0.08 \cdot 4200 \cdot (88 - 44) = 0.08 \cdot 4200 \cdot 44 = 14784 \text{ Дж} \]

2) Количество теплоты, полученное холодной водой:

• Дано:
  • Масса холодной воды (\(m_2\)): 0,16 кг
  • Начальная температура холодной воды (\(t_2\)): 22°C
  • Конечная температура смеси (\(t_{смеси}\)): 44°C
  • Удельная теплоёмкость воды (\(c\)): 4200 Дж/(кг·°C)
• Формула: Количество теплоты (\(Q\)), полученное холодной водой, рассчитывается по формуле: \[ Q = mc\Delta t \] где \(\Delta t = t_{смеси} - t_2\).
• Вычисление: \[ Q_{пол} = 0.16 \cdot 4200 \cdot (44 - 22) = 0.16 \cdot 4200 \cdot 22 = 14784 \text{ Дж} \]

3) Пределы реальной температуры смеси с учётом погрешности термометра:

• Дано:
  • Показания термометра: 44°C
  • Погрешность термометра: 2°C
• Вычисление: Реальная температура может отличаться от показаний термометра на величину погрешности в обе стороны.
  • Минимальная температура: 44°C - 2°C = 42°C
  • Максимальная температура: 44°C + 2°C = 46°C
• Ответ: Реальная температура смеси находится в диапазоне от 42°C до 46°C.

Ответ:

1. Q_отд = 14784 Дж
2. Q_пол = 14784 Дж
3. 42 °C < t < 46 °C