3. Какое количество теплоты выделилось при остывании воды, обьем которой 20 л, если температура изменилась от 100 до 50°С?

Количество теплоты \( Q \), выделившееся при остывании воды, можно рассчитать по формуле: \[ Q = mc\Delta T \] где \( m \) – масса воды, \( c \) – удельная теплоемкость воды (для воды она составляет приблизительно \( 4.186 \) килоджоуля на килограмм на градус Цельсия, \( 4.186 \) кДж/(кг·°C)), \( \Delta T \) – изменение температуры воды.

Первым делом нужно найти массу воды. Поскольку объем дан в литрах, надо перевести его в килограммы, учитывая, что плотность воды приблизительно равна \( 1 \) кг/л. 20 литров воды будут иметь массу 20 килограммов, так как: \[ 20 \text{ л} \times 1 \text{ кг/л} = 20 \text{ кг} \]

Теперь, когда мы знаем массу, можно рассчитать количество теплоты: \( m = 20 \) кг, \( c = 4.186 \) кДж/(кг·°C), \( \Delta T = T_{\text{кон}} - T_{\text{нач}} = 50°C - 100°C = -50°C \).

Имейте в виду, что \( \Delta T \) отрицательно, потому что температура уменьшилась, но поскольку нас интересует количество выделившейся теплоты, мы можем взять модуль этого значения, поскольку теплота по факту выделяется (то есть передается окружающей среде), и она всегда положительна.

Рассчитаем \( Q \): \[ Q = 20 \text{ кг} \times 4.186 \text{ кДж/(кг·°C)} \times 50°C \] \[ Q = 4186 \text{ Дж/кг·°C} \times 20 \text{ кг} \times 50°C \] \[ Q = 4186 \times 20 \times 50 \text{ Дж} \] \[ Q = 418600 \times 50 \text{ Дж} \] \[ Q = 2093000 \text{ Дж} \]

Таким образом, при остывании 20 литров воды с 100 до 50 градусов Цельсия выделилось \( 2093000 \) Джоулей теплоты.