Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы нагреть жидкость в сосуде при температуре 20°С и объёмом 1,7 л до состояния кипятка (100°С), если после отключения электронагревательного элемента объём жидкости уменьшился на 70%?

Физика 10 класс Теплота и теплопередача Количество теплоты нагрев жидкости температура 20°C кипяток 100°C объем 1,7 л уменьшение объема электронагревательный элемент Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько шагов. Первым делом определим, сколько жидкости у нас осталось после уменьшения объема. Затем мы можем рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева оставшейся жидкости до кипения.

Шаг 1: Определение объема оставшейся жидкости

Исходный объем жидкости в сосуде составляет 1,7 литра. После отключения электронагревательного элемента объем уменьшился на 70%. Это означает, что осталось только 30% от исходного объема.

• Объем оставшейся жидкости = 1,7 л * 30% = 1,7 л * 0,3 = 0,51 л

Шаг 2: Перевод объема в массу

Для расчета количества теплоты нам нужно знать массу жидкости. Предположим, что жидкость — это вода, плотность которой составляет примерно 1 г/см³ (или 1000 кг/м³).

• 1 литр воды = 1 кг
• Таким образом, 0,51 л воды = 0,51 кг

Шаг 3: Расчет количества теплоты

Количество теплоты Q, необходимое для нагрева жидкости, можно рассчитать по формуле:

Q = mcΔT

где:

• m — масса жидкости (в кг),
• c — удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°C)),
• ΔT — изменение температуры (в °C).

Шаг 4: Определение изменения температуры

Изменение температуры ΔT можно рассчитать как разницу между конечной и начальной температурой:

• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C

Шаг 5: Подстановка значений в формулу

Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу для расчета количества теплоты:

• m = 0,51 кг
• c = 4200 Дж/(кг·°C)
• ΔT = 80°C

Подставляем в формулу:

Q = 0,51 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C

Теперь можем произвести вычисления:

• Q = 0,51 * 4200 * 80
• Q = 0,51 * 336000
• Q = 171360 Дж

Ответ:

Количество теплоты, необходимое для нагрева оставшейся жидкости до состояния кипения, составляет 171360 джоулей.