Для решения задачи используем формулу для количества теплоты, необходимого для нагрева воды:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \(Q\) — количество теплоты, необходимое для нагрева (в Джоулях),
- \(m\) — масса воды (в кг),
- \(c\) — удельная теплоемкость воды (приблизительно \(4,18 \text{ кДж/(кг·°C)}\)),
- \(\Delta T\) — изменение температуры (в °C).
В данном случае:
- \(m = 1,5 \text{ кг}\),
- \(\Delta T = 80 - 20 = 60 \text{ °C}\).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q = 1,5 \text{ кг} \times 4,18 \text{ кДж/(кг·°C)} \times 60 \text{ °C} \]
Сначала найдем \(Q\):
\[ Q = 1,5 \times 4,18 \times 60 = 376,2 \text{ кДж} \]
Так как мы знаем, что на нагревание пойдет половина энергии, полученной в результате сжигания керосина, то полное количество энергии, выделившееся при сгорании керосина, составит:
\[ Q_{\text{полное}} = 2Q = 2 \times 376,2 \text{ кДж} = 752,4 \text{ кДж} \]
Теперь нам нужно определить, сколько керосина необходимо сжечь, чтобы получить это количество энергии. Для этого знаем, что удельная теплота сгорания керосина составляет примерно 42,5 МДж/кг (или 42 500 кДж/кг).
Теперь найдем массу керосина:
\[ m_{\text{керосин}} = \frac{Q_{\text{полное}}}{Q_{\text{сгорания}}} = \frac{752,4 \text{ кДж}}{42500 \text{ кДж/кг}} = \frac{752,4}{42500} \approx 0,0177 \text{ кг} \]
Таким образом, необходимо сжечь приблизительно \(0,0177\) кг (или \(17,7\) граммов) керосина для нагрева 1,5 кг воды от 20 до 80 градусов Цельсия.