452. Kananmunien jäähdytys kylmässä vedessä
Ratkaisu:
Merkitään loppulämpötilaa tunnuksella T.
Kananmunat luovuttavat jäähtyessään lämmön [[$ Q_m=5C\Delta T_m $]].
Lämpökapasiteetti on [[$ C=180 \frac {\text{J}}{^\circ \text{C}} $]]. Munien lämpötilan muutos [[$ \Delta T_m $]] lasketaan positiivisena lukuna vähentämällä munien alkulämpötilasta niiden loppulämpötila [[$ T_m=100 ^\circ \text{C} $]]: [[$ \Delta T_m = T_m-T $]]
Vesi vastaanottaa lämmön [[$ Q_v=cm\Delta T_v $]].
Ominaislämpökapasiteetti on [[$ c=4190 \frac {\text{J}}{\text{kg}\cdot^\circ \text{C}} $]] ja massa [[$ m=1,5 \text{ kg} $]].Veden lämpötilan muutos [[$ \Delta T_v $]] lasketaan positiivisena lukuna vähentämällä loppulämpötilasta alkulämpötila. [[$ \Delta T_v = T-T_v $]]
Systeemi oletetaan eristetyksi, joten veden vastaanottama lämpö on yhtä suuri kuin munien luovuttama. Kirjoitetaan tämä yhtälönä ja ratkaistaan loppulämpötila.
[[$ \begin{align*}Q_j&=Q_l \\
cm \Delta T_v&=5C\Delta T_m\\
cm(T-T_v)&=5C(T_m-T)\\
cmT-cmT_v&=5CT_m-CT\\
cmT+5CT&=5CT_m+cmT_v\\
(cm+5C)T&= 5CT_m+cmT_v&||:(cm+C)\\
T&=\dfrac{5CT_m+cmT_v}{cm+5C} \\
T&=\dfrac{5\cdot180 \frac {\text{J}}{^\circ \text{C}}\cdot 100 ^\circ \text{C} +4190 \frac {\text{J}}{\text{kg}\cdot^\circ \text{C}}\cdot 1,5 \text{ kg}\cdot 11^\circ \text{C} }{4190 \frac {\text{J}}{\text{kg}\cdot^\circ \text{C}}\cdot 1,5 \text{ kg}+5 \cdot 180 \frac {\text{J}}{^\circ \text{C}}}\\
T&=21,962\dots ^\circ\text{C}\approx 22^\circ \text{C}
\end{align*} $]]