3. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в оловянном чайнике массой 700г вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 25° С.
Чтобы вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева воды и чайника, можно использовать формулу:
\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты,
- \( m \) — масса,
- \( c \) — удельная теплоемкость,
- \( \Delta T \) — изменение температуры.
Нагрев воды:
- Масса воды (\( m_w \)) = 2 кг = 2000 г
- Удельная теплоемкость воды (\( c_w \)) ≈ 4.18 Дж/(г·°C)
- Начальная температура воды = 25° C
- Конечная температура (точка кипения) = 100° C
- Изменение температуры (\( \Delta T_w \)) = 100° C - 25° C = 75° C
Подставим значения в формулу:
\[ Q_w = m_w \cdot c_w \cdot \Delta T_w = 2000 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 75 \, °C \]
\[ Q_w = 2000 \cdot 4.18 \cdot 75 = 627000 \, \text{Дж} \]
Нагрев чайника:
- Масса чайника (\( m_k \)) = 700 г
- Удельная теплоемкость олова (\( c_k \)) ≈ 0.21 Дж/(г·°C)
- Изменение температуры (\( \Delta T_k \)) = 100° C - 25° C = 75° C
Подставим значения в формулу:
\[ Q_k = m_k \cdot c_k \cdot \Delta T_k = 700 \, \text{г} \cdot 0.21 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 75 \, °C \]
\[ Q_k = 700 \cdot 0.21 \cdot 75 \approx 11025 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты: Теперь сложим количество теплоты, необходимое для нагрева воды и чайника:
\[ Q_{\text{total}} = Q_w + Q_k = 627000 \, \text{Дж} + 11025 \, \text{Дж} \approx 638025 \, \text{Дж} \]
Таким образом, для того чтобы в оловянном чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды, потребуется примерно 638025 Дж тепла.
