1. Какое количество теплоты требуется для подогрева 2 кг воды в алюминиевом чайнике, который весит 500 г, от 20

Oksana

28

1. Для решения первой задачи используем формулу:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса воды составляет 2 кг, а удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг·°C. Тепература подогрева воды изменяется на \(\Delta T = 100°C - 20°C = 80°C\).

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[Q = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 80°C = 672000 \, \text{Дж}.\]

Таким образом, для подогрева 2 кг воды требуется 672000 Дж теплоты.

2. В данной задаче нам необходимо найти количество выделяемой энергии при охлаждении. Используем ту же формулу:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Масса каждого кирпича составляет 1 кг, а удельная теплоемкость кирпича исключена из условия. Поэтому нам нужно знать только изменение температуры.

Температура охлаждения составляет \(\Delta T = 70°C - 20°C = 50°C\).

Так как у нас 500 кирпичей, то общая масса составляет 500 кг.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[Q = 500 \, \text{кг} \cdot c \cdot 50°C,\]

где \(c\) - удельная теплоёмкость кирпича.

Данных о удельной теплоёмкости кирпича нет в условии, поэтому мы не можем дать конкретный ответ на эту задачу.

3. Для решения третьей задачи воспользуемся формулой:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Мы знаем количество высвобождаемой теплоты \(Q = 1680\, \text{кДж}\), удельную теплоемкость воды \(c = 4200\, \text{Дж/кг·°C}\) и изменение температуры \(\Delta T = 100°C - 20°C = 80°C\).

Давайте выразим массу воды через известные величины:

\[m = \frac{Q}{c \cdot \Delta T} = \frac{1680 \, \text{кДж}}{4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 80°C}.\]

Подставляя значения и проводя расчеты, получаем:

\[m \approx 0,5 \, \text{кг}.\]

Таким образом, чтобы высвободилось 1680 кДж теплоты, необходимо охладить около 0,5 кг кипятка до 20°C.

4. Для решения четвертой задачи нам необходимо учесть два процесса: плавление льда и нагревание получившейся воды до точки кипения.

Для плавления льда необходимо передать теплоту по формуле:

\[Q_1 = m \cdot L,\]

где \(m\) - масса льда (10 г), \(L\) - удельная теплота плавления льда.

Удельная теплота плавления льда равна \(L = 334 \, \text{кДж/кг}\).

Подставляя значения и проводя расчеты, получаем:

\[Q_1 = 10 \, \text{г} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 3340 \, \text{Дж}.\]

Далее, чтобы нагреть получившуюся воду до точки кипения, используем формулу:

\[Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T,\]

где \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды равна \(c = 4200 \, \text{Дж/кг·°C}\), а изменение температуры составляет \(\Delta T = 100°C - 0°C = 100°C\).

Масса воды равна \(m = 10 \, \text{г}\).

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[Q_2 = 10 \, \text{г} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 100°C = 42000 \, \text{Дж}.\]

Таким образом, суммарное количество теплоты, которое нужно передать льду, составляет:

\[Q = Q_1 + Q_2 = 3340 \, \text{Дж} + 42000 \, \text{Дж} = 45340 \, \text{Дж}.\]

Таким образом, чтобы превратить 10 г льда при температуре 0°C в воду и нагреть ее до точки кипения, необходимо передать 45340 Дж теплоты.