В железный котёл массой 5 кг надита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100°C

Задача: железный котёл массой 5 кг и вода массой 10 кг нагреваются с 10°C до 100°C. Найти количество теплоты Q, которое нужно передать системе.

Дано (приближённо):

• Масса воды m_w = 10 кг, теплоёмкость воды c_w ≈ 4184 Дж/(кг·K)
• Масса котла m_p = 5 кг, теплоёмкость железа c_p ≈ 450 Дж/(кг·K)
• Изменение температуры ΔT = 100°C − 10°C = 90 K

Формула: Q = Q_w + Q_p = m_w c_w ΔT + m_p c_p ΔT

Расчёт:

• Q_w = 10 × 4184 × 90 = 3 765 600 Дж
• Q_p = 5 × 450 × 90 = 202 500 Дж

Итого: Q = 3 765 600 + 202 500 = 3 968 100 Дж

Округленно: примерно 3.97 × 10^6 Дж (≈ 4 МДж).

Примечание:

• В реальности вода при 1 атмосфере кипит при 100°C. Если считать, что до достижения именно 100°C вода остаётся жидкой и кипение не идёт, то расчёт выше корректен. При кипении потребовалась бы дополнительная скрытая теплота испарения, и итоговое значение было бы больше. В задачах среднего школьного уровня обычно принимают, что до 100°C вода не кипит.