Какое количество теплоты было расходовано на повышение температуры 100 г воды в стеклянной колбе массой 50 г с 20

Артур

28

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

1. Сначала нам нужно вычислить массу воды и массу стеклянной колбы. Масса воды составляет 100 г, а масса стеклянной колбы - 50 г.

2. Теперь посчитаем изменение температуры воды. Изначально она имела температуру 20⁰С, а в конечный момент времени температура стала 80⁰С. Следовательно, изменение температуры равно $80-20=60$⁰С.

3. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды. Формула для этого выглядит следующим образом:

$$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$$

где $Q$ - количество теплоты, $m$ - масса вещества, $c$ - удельная теплоемкость вещества, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Подставим известные значения в эту формулу:

$Q=100\text{г}\cdot 4200\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C$

Сначала переведем массу воды в килограммы, разделив на 1000:

$Q=0.1\text{кг}\cdot 4200\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C$

4. Теперь посчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания стеклянной колбы. Аналогично, используем формулу:

$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$

Подставим известные значения:

$Q=50\text{г}\cdot 840\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C$

Снова переведем массу стекла в килограммы:

$Q=0.05\text{кг}\cdot 840\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C$

5. Наконец, найдем общее количество теплоты, которое было расходовано, сложив количество теплоты для воды и стекла:

$Q_{\text{общее}}=Q_{\text{вода}}+Q_{\text{стекло}}$

$Q_{\text{общее}}=0.1\text{кг}\cdot 4200\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C+0.05\text{кг}\cdot 840\text{Дж/(кг·⁰С)}\cdot 60{}^{\circ }C$

Теперь вычислим это значение:

$Q_{\text{общее}}=25,200\text{Дж}+3,780\text{Дж}$
$Q_{\text{общее}}=28,980\text{Дж}$

Таким образом, общее количество теплоты, которое было расходовано на повышение температуры 100 г воды в стеклянной колбе массой 50 г с 20⁰С до 80⁰С, составляет 28,980 Дж.