Задача по физике
Какое количество теплоты потребуется для нагревания алюминиевой кастрюли, в которой находится 3 л воды, от 20 ◦C до 80 ◦C? Масса кастрюли 800 г.
О, браток, ща по красоте объясню, как это дело решать.
Значит, задача простая, как гвоздь. У нас тут алюминиевая кастрюля, в ней три литра воды, и всё это хозяйство надо разогреть с 20 до 80 градусов. Сначала считаем, сколько энергии на это надо.
Разогреть надо и воду, и кастрюлю. Короче, пишем формулу для тепла:
**Q = cmΔT**.
Тут:
- **c** — это удельная теплоёмкость материала,
- **m** — масса,
- **ΔT** — разница температур.
Для воды удельная теплоёмкость **с = 4200 Дж/(кг·°C)**, для алюминия — **с = 900 Дж/(кг·°C)**. Теперь считаем отдельно для воды и для кастрюли.
1. **Вода**:
- Масса воды: **m = 3 кг** (так как 3 литра воды — это 3 килограмма).
- Разница температур: **ΔT = 80 - 20 = 60 °C**.
Значит, тепло для воды:
**Q₁ = 4200 Дж/(кг·°C) × 3 кг × 60 °C**.
**Q₁ = 756000 Дж**.
2. **Кастрюля**:
- Масса кастрюли: **m = 0.8 кг** (это 800 г).
- Разница температур такая же: **ΔT = 60 °C**.
Значит, тепло для кастрюли:
**Q₂ = 900 Дж/(кг·°C) × 0.8 кг × 60 °C**.
**Q₂ = 43200 Дж**.
Теперь, братан, суммируем всё это дело:
**Q = Q₁ + Q₂ = 756000 Дж + 43200 Дж = 799200 Дж**.
Короче, чтобы нагреть воду с кастрюлей, понадобится **799200 Дж**, ну, можно округлить и сказать где-то **800 кДж**.
Для решения этой задачи нужно использовать формулу для расчета количества теплоты, которое необходимо для нагревания вещества:
Q = c * m * ΔT
где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, ΔT - изменение температуры.
Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
Масса воды: 3 литра = 3000 грамм
Удельная теплоемкость воды: 4.186 Дж/(г*°C)
Изменение температуры: 80°C - 20°C = 60°C
Q_вода = 4.186 * 3000 * 60 = 753480 Дж
Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания алюминиевой кастрюли:
Масса кастрюли: 800 грамм
Удельная теплоемкость алюминия: 0.897 Дж/(г*°C)
Изменение температуры: 80°C - 20°C = 60°C
Q_кастрюля = 0.897 * 800 * 60 = 43056 Дж
Общее количество теплоты, необходимое для нагревания воды и кастрюли:
Q_общее = Q_вода + Q_кастрюля = 753480 + 43056 = 796536 Дж
Проверка:
Для воды: 4.186 * 3000 * 60 = 753480 Дж
Для кастрюли: 0.897 * 800 * 60 = 43056 Дж
Сумма: 753480 + 43056 = 796536 Дж
Ответ: Для нагревания алюминиевой кастрюли с 3 литрами воды от 20°C до 80°C потребуется 796536 Дж теплоты.
Q= 4200Дж\кг*С × 3 кг × (80-20) = 756000Дж = 756кДж.
