Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания веществ, можно использовать формулу:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в джоулях),
- \( m \) — масса вещества (в килограммах),
- \( c \) — удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия, Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в градусах Цельсия).
Теперь давайте рассчитаем количество теплоты для каждого случая:
а) Чугунный утюг массой 1,5 кг для изменения его температуры на 200 °C.
Удельная теплоемкость чугуна \( c = 460 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
\[ m = 1,5 \, \text{кг}, \quad \Delta T = 200 \, °C \]
Подставим значения в формулу:
\[ Q = 1,5 \times 460 \times 200 \]
\[ Q = 138000 \, \text{Дж} \]
б) Алюминиевая ложка массой 50 г от 20 до 90 °C.
Сначала переведем массу в килограммы: \( m = 50 \, \text{г} = 0,05 \, \text{кг} \).
Удельная теплоемкость алюминия \( c = 900 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
Температура: \( \Delta T = 90 - 20 = 70 \, °C \).
Подставим значения в формулу:
\[ Q = 0,05 \times 900 \times 70 \]
\[ Q = 3150 \, \text{Дж} \]
в) Кирпичный камин массой 2 т от 10 до 40 °C.
Сначала переведем массу в килограммы: \( m = 2 \, \text{т} = 2000 \, \text{кг} \).
Удельная теплоемкость кирпича \( c \approx 840 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
Температура: \( \Delta T = 40 - 10 = 30 \, °C \).
Подставим значения в формулу:
\[ Q = 2000 \times 840 \times 30 \]
\[ Q = 50400000 \, \text{Дж} \]
Таким образом, мы нашли количество теплоты для всех заданных случаев: а) 138000 Дж, б) 3150 Дж, в) 50400000 Дж.