В стальной кастрюле массой 300 г нагрели 2 л воды от 20 °С до 100 °С. Какое количество теплоты при этом получили кастрюля и вода?

Для расчета количества теплоты, полученного кастрюлей и водой, можно использовать формулу:

\[ Q = mc\Delta T \]

где:

• \( Q \) — количество теплоты,
• \( m \) — масса вещества,
• \( c \) — удельная теплоемкость вещества,
• \( \Delta T \) — изменение температуры.

1. Сначала рассчитаем количество теплоты, полученное водой:

• Масса воды \( m_w = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг} = 2000 \, \text{г} \).
• Удельная теплоемкость воды \( c_w \approx 4.186 \, \text{Дж/(г·°C)} \).
• Изменение температуры воды \( \Delta T_w = 100 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C} = 80 \, \text{°C} \).

Теперь подставим значения в формулу:

\[ Q_w = m_w c_w \Delta T_w = 2000 \, \text{г} \cdot 4.186 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 80 \, \text{°C} \]

\[ Q_w = 2000 \cdot 4.186 \cdot 80 \]

\[ Q_w = 669760 \, \text{Дж} \]

2. Теперь рассчитаем количество теплоты, полученное кастрюлей:

• Масса кастрюли \( m_c = 300 \, \text{г} \).
• Удельная теплоемкость стали \( c_c \approx 0.46 \, \text{Дж/(г·°C)} \).
• Изменение температуры кастрюли \( \Delta T_c = 100 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C} = 80 \, \text{°C} \).

Теперь подставим значения в формулу:

\[ Q_c = m_c c_c \Delta T_c = 300 \, \text{г} \cdot 0.46 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 80 \, \text{°C} \]

\[ Q_c = 300 \cdot 0.46 \cdot 80 \]

\[ Q_c = 11040 \, \text{Дж} \]

3. Общее количество теплоты, полученное кастрюлей и водой, будет:

\[ Q_{\text{total}} = Q_w + Q_c = 669760 \, \text{Дж} + 11040 \, \text{Дж} = 680800 \, \text{Дж} \]

Таким образом, общее количество теплоты, полученное кастрюлей и водой, составляет 680800 Дж.