Задача решается по формулам теплоёмкости: Q = m_w c_w ΔT + m_p c_p ΔT, где
- m_w — масса воды, c_w — теплоёмкость воды, ΔT — изменение температуры,
- m_p — масса котла (чугун), c_p — теплоёмкость чугуна.
Дано:
- Масса котла m_p = 10 кг
- Объём воды = 15 л → масса воды m_w ≈ 15 кг (плотность воды ≈ 1 кг/л)
- ΔT = 75 − 25 = 50 K
- c_w = 4.18 кДж/(кг·K)
- c_p чугуна ≈ 0.46 кДж/(кг·K)
Вычисления:
Вода: Q_w = m_w c_w ΔT = 15 × 4.18 × 50 ≈ 3135 кДж (4.18 × 50 = 209; 209 × 15 = 3135)
Чугун: Q_p = m_p c_p ΔT = 10 × 0.46 × 50 = 230 кДж
Всего тепло: Q = Q_w + Q_p ≈ 3135 + 230 = 3365 кДж
Ответ в джоулях: 3365 кДж = 3.365 × 10^6 Дж ≈ 3.37 МДж.
Примечание: в расчётах не учтены потери тепла на окружающую среду и теплопотери за счёт крышки и т.д.; в идеальных условиях сумма выше близка к необходимому нагреву.