Задание OGEPHYSE6B2F1: Закон сохранения энергии в тепловых процессах. Уравнение теплового баланса:

Холодная порция воды массой m_х = 200 г = 0,2 кг нагревается от 40 до 60 °C. Горячая порция массой m_г = 800 г = 0,8 кг охлаждается от 80 до 60 °C. Общая температура 60 °C измерена в условии, поэтому её не заменяем расчётом для теплоизолированной смеси. Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹.
Обозначим положительные количества теплоты Q_г, отданное горячей водой, и Q_х, полученное холодной. Их разность передана сосуду и воздуху:
Q_г = c · m_г · (t_г − T); Q_х = c · m_х · (T − t_х).
Q_окр = Q_г − Q_х.
Q_г = 4200 · 0,8 · (80 − 60) Дж = 67200 Дж.
Q_х = 4200 · 0,2 · (60 − 40) Дж = 16800 Дж.
Q_окр = 67200 Дж − 16800 Дж = 50400 Дж.
Проверка: холодная вода, сосуд и воздух совместно получили 16800 + 50400 = 67200 Дж, ровно столько, сколько отдала горячая вода. Без потерь температура смеси была бы выше: средневзвешенное значение равно 72 °C. Это согласуется с положительной энергией, ушедшей из воды. Разделить 50400 Дж между сосудом и воздухом по этим данным нельзя; требуется их сумма. Ответ: 50400 Дж.