有甲、乙、丙三种液体,它们的比热和质量都不等,它们的温度依次为15℃、25℃、35℃.如果将甲、乙混合,热平衡的温度为21℃;如果将乙、丙混合,热平衡的温度为32℃.若将甲、乙、丙三者混合,热平衡后的温度为 ℃。
答案:29.2。
解析:
甲、乙混合前,t乙>t甲,将甲、乙混合时,乙液体放热,甲液体吸热,热平衡的温度为t1,
热平衡方程为:
c甲m甲(t1﹣t甲)=c乙m乙(t乙﹣t1),
即:
c甲m甲(21℃﹣15℃)=c乙m乙(25℃﹣21℃),
整理可得:
c甲m甲c乙m乙﹣﹣﹣﹣①
乙、丙混合前,t丙>t乙,将乙、丙混合时,丙液体放热,乙液体吸热,热平衡的温度为t2,
热平衡方程为:
c乙m乙(t2﹣t乙)=c丙m丙(t丙﹣t2),
即:
c乙m乙(32℃﹣25℃)=c丙m丙(35℃﹣32℃)
整理可得:
c丙m丙c乙m乙﹣﹣﹣﹣②
将甲、乙、丙三者混合时,甲液体一定吸热,丙液体一定放热,乙液体可能吸热、也可能放热;
若乙液体放热,设热平衡的温度为t,
则有:
c甲m甲(t﹣t甲)=c乙m乙(t乙﹣t)+c丙m丙(t丙﹣t)﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
将①②代入③式可得:
c乙m乙(t﹣15℃)=c乙m乙(25℃﹣t)c乙m乙(35℃﹣t),
解得:
t≈29.2℃,
因为29.2℃>25℃,所以乙液体应吸热,
乙液体吸热时,热平衡方程为:
c甲m甲(t﹣t甲)+c乙m乙(t﹣t乙)=c丙m丙(t丙﹣t)﹣﹣﹣﹣﹣﹣④,
将①②代入④式可得:
c乙m乙(t﹣15℃)+c乙m乙(t﹣25℃)c乙m乙(35℃﹣t),
解得:t≈29.2℃。
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