Задача по физике: рассчитать количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела. Формула: Q = m · c · ΔT, где
- m — масса тела,
- c — удельная теплоёмкость материала,
- ΔT — изменение температуры (T_final − T_initial).
Примем характерные значения удельной теплоёмкости (приближённо для учебной задачи):
- чугун (cast iron) c ≈ 460 J/(kg·K),
- алюминий (aluminum) c ≈ 900 J/(kg·K),
- кирпич (brick) c ≈ 840 J/(kg·K).
В расчетах будем считать, что теплоёмкость тела постоянна в указанном диапазоне температур.
а) Чугунный утюг массой 1,5 кг, изменение температуры на 200°С
- m = 1,5 кг
- c ≈ 460 J/(kg·K)
- ΔT = 200 K
Q = m · c · ΔT = 1,5 · 460 · 200 = 138 000 J
Ответ: примерно 1.38 × 10^5 Дж (или 138 кДж).
б) Алюминиевая ложка массой 50 г от 20 до 90°С
- Масса m = 50 г = 0,05 кг
- c ≈ 900 J/(kg·K)
- ΔT = 90 − 20 = 70 K
Q = 0,05 · 900 · 70 = 3 150 J
Ответ: примерно 3.15 × 10^3 Дж (или 3.15 кДж).
в) Кирпичный камин массой 2 т от 10 до 40°С
- Масса m = 2 т = 2000 кг
- c ≈ 840 J/(kg·K)
- ΔT = 40 − 10 = 30 K
Q = 2000 · 840 · 30 = 50 400 000 J
Ответ: примерно 5.04 × 10^7 Дж (или 50.4 MJ, 50 400 кДж).
Коротко:
- а) ≈ 138 кДж
- б) ≈ 3.15 кДж
- в) ≈ 50.4 MJ
Примечание: в реальных условиях тепло может уходить на окружение и испаряться вода, поэтому фактическая потребность может быть больше; здесь учитывается идеальный случай без потерь.
