Сколько теплоты потребуется для нагревания 50 г воды от 20°С до кипения в стеклянной колбе массой 100 г? Удельная

Звездная_Ночь

68

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать формулу для расчета теплоты:

\(Q = mc\Delta T\)

Где:
\(Q\) - теплота, которую нужно нам найти,
\(m\) - масса вещества,
\(c\) - удельная теплоемкость,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

Сначала найдем изменение температуры:

\(\Delta T = T_{\text{к}} - T_{\text{нач}}\)

Где:
\(T_{\text{к}}\) - температура кипения воды,
\(T_{\text{нач}}\) - начальная температура воды.

В данной задаче, температура кипения воды составляет 100°С, а начальная температура - 20°С. Подставляя значения в формулу, получим:

\(\Delta T = 100°С - 20°С = 80°С\)

Далее найдем массу вещества, которое нужно нагреть. В задаче сказано, что это 50 г воды, поэтому \(m = 50\) г.

Теперь нужно найти удельную теплоемкость стекла, которая составляет 840 Дж/кг°С. В задаче дана масса стекла, равная 100 г. Чтобы найти удельную теплоемкость стекла, воспользуемся формулой:

\(c_{\text{стекла}} = \frac{Q_{\text{стекла}}}{m_{\text{стекла}} \cdot \Delta T_{\text{стекла}}}\)

Где:
\(c_{\text{стекла}}\) - удельная теплоемкость стекла,
\(Q_{\text{стекла}}\) - теплота, которую поглотит стекло,
\(m_{\text{стекла}}\) - масса стекла,
\(\Delta T_{\text{стекла}}\) - изменение температуры стекла.

Так как в задаче нам необходимо найти теплоту, а не удельную теплоемкость стекла, мы можем изменить формулу:

\(Q_{\text{стекла}} = m_{\text{стекла}} \cdot c_{\text{стекла}} \cdot \Delta T_{\text{стекла}}\)

Подставляем известные значения в формулу:

\(Q_{\text{стекла}} = 100 \, \text{г} \cdot 840 \, \text{Дж/кг°С} \cdot 80°С\)

Теперь у нас есть все известные значения, чтобы найти общую теплоту:

\(Q = Q_{\text{воды}} + Q_{\text{стекла}}\)

Подставляя значения:

\(Q = mc\Delta T_{\text{воды}} + Q_{\text{стекла}}\)

\(Q = 50 \, \text{г} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг°С} \cdot 80°С + 100 \, \text{г} \cdot 840 \, \text{Дж/кг°С} \cdot 80°С\)

Теперь остается только рассчитать это выражение и найти значение теплоты.