Сколько теплоты требуется для вскипячивания воды массой 30г, находящейся в стальном чайнике массой 200г, если она была

Kosmicheskaya_Panda

24

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые известные физические величины и формулы. Первым шагом нам нужно воспользоваться формулой для расчета количества теплоты:

\[
Q = mc\Delta T
\]

Где:
Q - количество теплоты, выраженное в джоулях (Дж),
m - масса вещества, для которого рассчитывается теплота, выраженная в килограммах (кг),
c - удельная теплоемкость вещества, выраженная в джоулях на градус Цельсия для 1 кг вещества (Дж/кг*°C),
\(\Delta T\) - изменение температуры, выраженное в градусах Цельсия (°C).

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для вскипячивание воздуха массой 30 г. Мы знаем массу (m) и удельную теплоемкость воды (c), но нам также понадобится удельная теплоемкость стали \(c_{\text{стали}}\). Пусть данная величина равна \(0,46 \, \text{Дж/кг*°C}\).

1. Рассчитаем количество теплоты для вскипячивания воды:
\(m_1 = 30 \, \text{г} = 0,03 \, \text{кг}\)
\(c_1 = 4,18 \, \text{Дж/г*°C}\) (удельная теплоемкость воды)
\(\Delta T_1 = 100 - 20 = 80 \, \text{°C}\)

Подставим значения в формулу:
\(Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 = 0,03 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{Дж/г*°C} \cdot 80 \, \text{°C}\)

2. Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева стального чайника массой 200 г от 20°C до точки кипения воды (100°C):
\(m_2 = 200 \, \text{г} = 0,2 \, \text{кг}\)
\(c_2 = c_{\text{стали}} = 0,46 \, \text{Дж/г*°C}\)
\(\Delta T_2 = 100 - 20 = 80 \, \text{°C}\)

Подставив значения в формулу, получим:
\(Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 = 0,2 \, \text{кг} \cdot 0,46 \, \text{Дж/г*°C} \cdot 80 \, \text{°C}\)

3. Чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для вскипячивания воды в стальном чайнике, сложим результаты предыдущих двух шагов:
\(Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\)

Заметим, что величина тепла зависит от единицы измерения массы. Если в задаче дана масса в граммах, перед началом расчетов ее следует перевести в килограммы, разделив на 1000. Вычислив значение из формулы, мы получим количество теплоты в джоулях (Дж).

Пожалуйста, используя эти формулы рассчитайте требуемое количество теплоты для вскипячивания воды в стальном чайнике массой 30 г. Если нужно, я могу рассчитать это для вас.