Скільки теплоти потрібно надати, щоб нагріти алюмінієвий чайник з 3 л води від 15 °C до точки кипіння?

Магия_Реки_8769

64

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу для расчета тепловой энергии, необходимой для нагревания вещества:

\(Q = mc\Delta T\),

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

Для решения задачи нам нужно найти \(Q\), поэтому сначала найдем массу воды в чайнике. Для этого воспользуемся плотностью воды, которая равна приблизительно 1 г/мл:

\(m_{\text{воды}} = V_{\text{воды}} \times \text{плотность воды}\),

где \(V_{\text{воды}}\) - объем воды.

В задании сказано, что объем воды в чайнике равен 3 литрам, поэтому:

\(V_{\text{воды}} = 3 \, \text{л} = 3000 \, \text{мл}\),

\(m_{\text{воды}} = 3000 \, \text{мл} \times 1 \, \text{г/мл} = 3000 \, \text{г}\).

Теперь мы можем использовать удельную теплоемкость воды, которая равна приблизительно 4,18 Дж/г°С, чтобы найти количество тепловой энергии, необходимой для нагревания этой массы воды от 15 °С до точки кипения (100 °С):

\(\Delta T = T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}} = 100 \, °C - 15 \, °C = 85 \, °C\),

\(c_{\text{воды}} = 4.18 \, \text{Дж/г°С}\).

Теперь мы готовы вычислить тепловую энергию:

\(Q = m_{\text{воды}} \times c_{\text{воды}} \times \Delta T\),

\(Q = 3000 \, \text{г} \times 4.18 \, \text{Дж/г°С} \times 85 \, °C\).

Подсчитав это значение, мы найдем количество тепловой энергии, которое необходимо для нагревания алюминиевого чайника с 3 литрами воды от 15 °С до точки кипения.