Чтобы рассчитать, сколько теплоты выделяется при охлаждении воды, используем формулу:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в джоулях),
- \( m \) — масса воды (в кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость воды, которая равна примерно \( 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).
В нашем случае охлаждается 1 кг воды на 3 °C, значит:
\[ Q_1 = 1 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 3 \, °C = 12600 \, \text{Дж} \]
Теперь посмотрим на остальные варианты:
- При охлаждении 2 кг воды на 1 °C:
\[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 1 \, °C = 8400 \, \text{Дж} \]
- При нагревании 1,5 кг воды на 3 °C:
\[ Q_3 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 3 \, °C = 18900 \, \text{Дж} \]
- При нагревании 1 кг воды на 3 °C:
\[ Q_4 = 1 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 3 \, °C = 12600 \, \text{Дж} \]
- При охлаждении 4 кг воды на 1 °C:
\[ Q_5 = 4 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 1 \, °C = 16800 \, \text{Дж} \]
Теперь сравним результаты:
- \( Q_1 = 12600 \, \text{Дж} \)
- \( Q_2 = 8400 \, \text{Дж} \)
- \( Q_3 = 18900 \, \text{Дж} \)
- \( Q_4 = 12600 \, \text{Дж} \)
- \( Q_5 = 16800 \, \text{Дж} \)
Таким образом, единственное равенство по выделяемой теплоты с \( Q_1 \) наблюдается во варианте 3: "Столько же, сколько при нагревании 1 кг воды на 3 °C".
Ответ: 3) Столько же, сколько при нагревании 1 кг воды на 3 °C.