Сколько теплоты необходимо, чтобы нагреть 30г воды до кипения, в стальном чайнике массой 200г, начиная с исходной

Лина

13

Чтобы найти количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения, мы можем использовать формулу:

\[Q = mc\Delta T\]

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

Для нашей задачи нам известны следующие значения:
масса воды (m1) = 30 г,
масса чайника (m2) = 200 г,
начальная температура воды (T1) = 10°C,
температура кипения (T2) = 100°C.

Первым шагом найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до температуры кипения:

\[\Delta Q_1 = m_1c_1\Delta T_1\]

Удельная теплоемкость воды (c1) составляет около 4.186 Дж/г°C (Джоуль на грамм Цельсия).

Подставляя известные значения, получаем:

\[\Delta Q_1 = 30 \cdot 4.186 \cdot (100 - 10)\]

Вычисляя это, получаем:

\[\Delta Q_1 = 30 \cdot 4.186 \cdot 90\]

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагревания самого чайника от комнатной температуры до температуры кипения:

\[\Delta Q_2 = m_2c_2\Delta T_2\]

Величина удельной теплоемкости стали (c2) составляет около 0.45 Дж/г°C.

Подставляя известные значения, получаем:

\[\Delta Q_2 = 200 \cdot 0.45 \cdot (100 - 10)\]

Вычисляя это, получаем:

\[\Delta Q_2 = 200 \cdot 0.45 \cdot 90\]

Чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для нагревания и чайника, и воды до кипения, мы просто складываем две полученные величины:

\[Q = \Delta Q_1 + \Delta Q_2\]

Итак, общее количество теплоты, необходимое для нагревания, составляет:

\[Q = \Delta Q_1 + \Delta Q_2\]

Подставляя значения, получаем:

\[Q = 30 \cdot 4.186 \cdot 90 + 200 \cdot 0.45 \cdot 90\]

Вычисляя это, получаем окончательный ответ. Ответ будет выражен в Джоулях (Дж).