Кратко
- \(Q=12\) кДж \(=12\,000\) Дж.
- Внутренняя энергия воды уменьшилась на \(588\) кДж \(=588\,000\) Дж.
№ 1
Дано: \[ m=1{,}5\ \text{кг} \] \[ c=400\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}} \] \[ t_1=-30^\circ\text{C} \] \[ \Delta t=20^\circ\text{C} \]
Найти: \(Q\).
Решение:
При нагревании: \[ Q=cm\Delta t \]
\[ Q=400\cdot1{,}5\cdot20=12\,000\ \text{Дж}=12\ \text{кДж} \]
Ответ: \(12\) кДж.
№ 2
Дано: \[ m=2\ \text{кг} \] \[ c=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}} \] \[ t_1=95^\circ\text{C} \] \[ t_2=25^\circ\text{C} \]
Найти: \(\Delta U\).
Решение:
Сначала найдём, на сколько градусов остыла вода: \[ \Delta t=t_1-t_2=95-25=70^\circ\text{C} \]
Количество теплоты, которое вода отдала: \[ Q=cm\Delta t \]
\[ Q=4200\cdot2\cdot70=588\,000\ \text{Дж}=588\ \text{кДж} \]
Вода остывает, значит, она отдаёт энергию. Поэтому её внутренняя энергия уменьшается: \[ \Delta U=-Q=-588\ \text{кДж} \]
Ответ: внутренняя энергия уменьшилась на \(588\) кДж.
Как понять принцип
Главная формула: \[ Q=cm\Delta t \]
где:
- \(c\) — удельная теплоёмкость вещества;
- \(m\) — масса;
- \(\Delta t\) — изменение температуры.
Если тело нагревается, оно получает энергию, \(Q>0\).
Если тело остывает, оно отдаёт энергию, а его внутренняя энергия уменьшается.
Проверка: \[ \frac{12\,000}{1{,}5\cdot400}=20^\circ\text{C} \] \[ \frac{588\,000}{2\cdot4200}=70^\circ\text{C} \]
Всё сходится.
