Для того чтобы нагреть 5 кг воды от 25 °C до 100 °C в железном котле массой 1,5 кг, нам нужно рассмотреть тепловую емкость котла и воды.
Для воды используем уравнение теплового баланса:
Q = m * c * ΔT
где:
Q - количество тепла,
m - масса вещества (воды),
c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кг*°C),
ΔT - изменение температуры (75 °C для этого случая).
Подставляем значения:
Qводы = 5 кг * 4186 Дж/кг*°C * 75 °C = 1569750 Дж
Теперь для железного котла используем уравнение массы тела и теплоемкости:
Qкотла = mкотла * cкотла * ΔT
У железа удельная теплоемкость около 450 Дж/кг*°C.
Подставляем значения:
Qкотла = 1,5 кг * 450 Дж/кг*°C * 75 °C = 50550 Дж
Наконец, общее количество тепла, необходимое для нагрева воды и котла:
Qобщее = Qводы + Qкотла = 1569750 Дж + 50550 Дж = 1620300 Дж
Итак, для нагрева воды от 25 °C до 100 °C в железном котле массой 1,5 кг потребуется 1620300 Дж тепла.
