Feladat: 2048. fizika feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Ábel István ,  Dőry Szabolcs ,  Kovács Gabriella ,  Vasy András ,  Wagner László ,  Wawra Tamás 
Füzet: 1986/január, 44. oldal  PDF file
Témakör(ök): Folyadékok, szilárd testek fajhője, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1985/szeptember: 2048. fizika feladat

Rendelkezésünkre áll két egyforma, 20C-os hőmérsékleten levő kaloriméter. Ha az egyikbe bizonyos mennyiségű 80C hőmérsékletű vizet öntünk, a víz 60C hőmérsékletre hűl le. Mennyi lesz a víz hőmérséklete, ha ezt a vizet átöntjük a másik kaloriméterbe?

A víz és a kaloriméter együttesen zárt rendszernek tekinthető (a környezettel való kölcsönhatást elhanyagoljuk), ezért a folyamatokban a víz által leadott és a kaloriméter által felvett hő egymással egyenlő. Legyen Cv a víz, Ck a kaloriméter hőkapacitása. A két folyamat során ezek a jellemzők változatlanok.
A fentiek alapján az első kaloriméternél:
Cv(80C-60C)=Ck(60C-20C),(1)
így
Cv=2Ck.

A második kaloriméternél:
Cv(60C-T)=Ck(T-20C).(2)
Felhasználva a hőkapacitások arányát:
T=46,7C.

 

 Dőry Szabolcs (Győr, Révai M. Gimn., II. o. t.)
 
Megjegyzés. Általánosan egy rendszer energiaváltozása ΔE=ΔQ+ΔW. A tárgyalt folyamatokban sem a vízen, sem a kaloriméteren nem történt számottevő mechanikai munkavégzés, így energiájuk csupán hőközléssel változott. Mivel a víz és a kaloriméter zárt rendszert alkot (ΔE=0), így írhattuk fel a ΔQ=ΔQvízkal.+ΔQkal.víz=0 egyenlőséget kifejező (1) és (2)egyenletet.
 

 Kovács Gabriella (Miskolc, Földes Ferenc Gimn., II. o. t.)