Παράδειγμα 15

Το εκδρομικό ψυγείο

Σε ένα εκδρομικό ψυγείο (ένα μεγάλο κουτί με τοιχώματα από παχύ φελιζόλ, ώστε να μην ανταλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον) βρίσκονται 20 κουτάκια αναψυκτικού θερμοκρασίας 10 °C το καθένα μάζας 0,35 kg (0,33 kg αναψυκτικό και 0,02 kg Αλουμίνιο). Κάποιος από την παρέα προσθέτει ένα καρπούζι 5,0 kg και θερμοκρασίας 28 °C. Ποια θα είναι η τελική θερμοκρασία που θα έχουν τα αναψυκτικά και το καρπούζι.

Λύση: Θεωρούμε κατ' αρχήν ότι το αναψυκτικό έχει την ίδια περίπου ειδική θερμότητα με το νερό, καθώς και με το καρπούζι, που αποτελείται από νερό κατά 95%. Υποθέτουμε ότι δεν έχουμε σημαντική απώλεια θερμότητας στο περιβάλλον και θεωρούμε αμελητέα τη θερμότητα που πήρε το φελιζόλ του ψυγείου.

Συνεπώς, εφαρμόζοντας την αρχή: «θερμότητα που κερδήθηκε = θερμότητα που χάθηκε» βρίσκουμε την άγνωστη θερμοκρασία.

Για κάθε κουτάκι αναψυκτικού θα έχουμε: [pic] Συνεπώς: [pic] ή [pic] ή [pic], απ' όπου, λύνοντας ως προς θτελ, βρίσκουμε: θτελ = 17,7 °C.