Двадцатилитровую железную бочку массой 8 кг,наполненную водой,нагрели на солнце на 10°C.Какое количество теплоты получили вода и бочка?
Чтобы рассчитать количество теплоты, которое получили вода и бочка, необходимо воспользоваться формулой для вычисления теплоты:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в joules),
- \( m \) — масса (в kg),
- \( c \) — удельная теплоёмкость (в J/(kg·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).
- Найдём массу воды. Объём бочки составляет 20 литров. Поскольку плотность воды примерно равна 1000 kg/m³, масса воды будет:
\[ m_{вода} = 20 \, \text{л} \times 1 \, \text{kg/л} = 20 \, \text{кг} \]
Удельная теплоёмкость воды. Удельная теплоёмкость воды \( c_{вода} \) составляет примерно 4184 J/(kg·°C).
Рассчитаем количество теплоты, полученное водой. Изменение температуры \( \Delta T = 10°C \):
\[ Q_{вода} = m_{вода} \cdot c_{вода} \cdot \Delta T \] \[ Q_{вода} = 20 \, \text{кг} \cdot 4184 \, \text{J/(kg·°C)} \cdot 10 \, °C \] \[ Q_{вода} = 20 \cdot 4184 \cdot 10 = 836800 \, \text{J} \]
- Теперь найдём количество теплоты, полученное бочкой. Масса бочки \( m_{бочка} = 8 \, \text{кг} \), и предположим, что удельная теплоёмкость железа \( c_{железа} \) составляет примерно 460 J/(kg·°C). Используем ту же формулу:
\[ Q_{бочка} = m_{бочка} \cdot c_{железа} \cdot \Delta T \] \[ Q_{бочка} = 8 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{J/(kg·°C)} \cdot 10 \, °C \] \[ Q_{бочка} = 8 \cdot 460 \cdot 10 = 36800 \, \text{J} \]
- Складываем количество теплоты для воды и бочки:
\[ Q_{общий} = Q_{вода} + Q_{бочка} \] \[ Q_{общий} = 836800 \, \text{J} + 36800 \, \text{J} = 873600 \, \text{J} \]
Таким образом, общее количество теплоты, полученное водой и бочкой, составляет 873600 Джоулей.
