Cześć!
ja bym to pyknął tak jak ponizej:
żeby obliczyć temperaturę to najlepiej skorzystać ze wzoru na zmianę entalpii. No dobra a jak wygląda wzór na zmianę entalpii? I dlaczego właśnie z niego warto skorzystać? A no dlatego, że w tym wzorze jest temperatura którą przecież chcemy obliczyć Tak swoją drogą warto żebyś poczytał co nieco o entalpii. Podsyłam ciekawy artykuł https://fizyka-kursy.pl/blog/entalpia
Zmianę entalpii możemy obliczyć z różniczki zupełnej . Po scałkowaniu i po uwzględnieniu, że ciśnienie się niezmienna wzór na zmianę entalpii wyprowadzony z różniczki zupełnej wygląda tak:
ΔH=m*cp*ΔT
m- masa w [g]
cp- ciepło właściwe dla wody wynosi 4,1813
ΔT- różnica temperatur
W przypadku zmieszania obu cieczy ze sobą trzeba je do siebie dodać żeby obliczyć całkowitą zmianę entalpii
ΔH=m1*cp*(Tx-T1)+m2*cp*(Tx-T2)
m1-500g
m2-1000g
cp- 4,1813
Tx- temperatura jaka się ustali po zmieszaniu obu cieczy
T1- 293K
T2- 333K
Podstawmy dane:
ΔH=500*4,1813*(Tx-293)+1000*4,1813*(Tx-333)
Z tego mogli byśmy obliczyć Tx czyli temperaturę po zmieszaniu. Jest jednak jeden mały problem. Z treści zadania nie znamy ΔH. Co teraz? Jest jeszcze inny wzór na entalpię. Napiszmy sobie go:
dH=dQ +Vdp
Żeby to zadanie w ogóle obliczyć to najlepiej zrobić 2 założenia:
1. najlepiej założyć, że mieszamy obie ciecze w termosie. Dlaczego najlepiej zrobić takie założenie? A no bo jak by to było jakieś zwykłe naczynie, które może wymieniać ciepło z otoczeniem, to w każdej kolejnej chwili temperatura układu po zmieszaniu by się zmieniała. Co oczywiście bardzo komplikuje analizę przypadku. Jak zastosujemy termos to spokojnie możemy założyć, że układ nie wymiana ciepła z otoczeniem. Skoro tak to zmiana ciepła czyli dQ=0
2. Druga sprawa jest taka, że w tym zadaniu mamy do czynienia z cieczami, a skoro tak to zmiana ciśnienia nie następuje. Gdybyśmy mieli do czynienia z gazami to pewnie takiego założenia nie można by zrobić. Vdp=0
WOW Skoro oba człony z powyższego wzoru (tego drugiego na entalpię) się zerują to sprawa nam się upraszcza, bo to oznacza, że zmiana entalpii jest równa zero ΔH=0 Podstawmy tą informację do tego pierwszego wzoru na zmianę entalpii
0=500*4,1813*(Tx-293)+1000*4,1813*(Tx-333)
Przekształcając ten wzór wychodzi, że układ po zmieszaniu będzie miał następującą temperaturę:
Tx=319,7K