Тип 24 № 25351 
Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого уровня). Тепловой баланс, тепловое равновесие
i
В сосуд с водой при температуре t1 = 50 °С опускают шарик с температурой t2. После установления теплового равновесия температура стала t3 = 40 °C. Не вынимая первый шарик, в сосуд опускает еще один шарик с температурой t2. После установления теплового равновесия t4 = 34 °С. Найдите температуру шариков t2. Теплообменом с окружающей средой и сосудом можно пренебречь.
Решение. После опускания в горячую воду одного шарика произошел теплообмен, уравнение которого имеет вид: 
где теплота, отданная горячей водой, равна 
а теплота, полученная шариком, равна 
После опускания в воду с первым шариком второго шарика при теплообмене выполняется уравнение 
где теплота, отданная водой, 
теплота, отданная первым шариком 
теплота, полученная третьим шариком, 
Получаем систему двух уравнений:
При делении одного уравнения на другое исключаем массы и удельные теплоемкости воды и шариков, находим искомую температуру:
Ответ: 10 °C.
Спрятать критерииКритерии проверки: | Критерии оценивания ответа на задание С3 | Баллы |
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи); III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ. | 3 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальное количество баллов | 3 |
Ответ: 10 °C.
