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 примерно равна 4.18 кДж/кг·°C), \( \Delta T \) — изменение температуры воды.
Сначала рассчитаем массу воды, зная ее объем. Плотность воды приблизительно равна 1000 кг/м³, поэтому масса 20 л воды составит:
\[ m = V \times \rho \] \[ m = 20 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 20 \, \text{кг} \]
Теперь рассчитаем изменение температуры:
\[ \Delta T = T_2 - T_1 = 50°C - 100°C = -50°C \]
Так как температура уменьшилась, \( \Delta T \) будет отрицательным числом, но так как нас интересует количество выделенной теплоты, то мы будем использовать абсолютное значение \( \Delta T \).
Теперь можем подставить все известные значения в формулу для \( Q \):
\[ Q = mc\Delta T \] \[ Q = 20 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/кг·°C} \times 50 \, °C \] \[ Q = 20 \times 4.18 \times 50 \] \[ Q = 4180 \times 50 \] \[ Q = 209 000 \, \text{Дж} = 209 \, \text{кДж} \]
Таким образом, при остывании 20 литров воды от 100°C до 50°C выделилось 209 кДж теплоты.