Какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть 2 литра воды от 20 градусов до кипения в алюминиевом котелке массой 200 г?

Физика 11 класс Тепловые явления Количество теплоты нагрев воды 2 литра воды температура кипения алюминиевый котелок масса котелка физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды и алюминиевого котелка. Мы будем использовать формулу для вычисления теплоты:

Q = mcΔT

где:

• Q - количество теплоты,
• m - масса вещества,
• c - удельная теплоемкость вещества,
• ΔT - изменение температуры (конечная температура минус начальная).

Теперь давайте разберемся с каждым компонентом:

1. Нагрев воды:
• Объем воды = 2 литра = 2 кг (так как плотность воды примерно 1 кг/л).
• Начальная температура воды = 20°C.
• Конечная температура воды = 100°C (температура кипения).
• Изменение температуры (ΔT) = 100°C - 20°C = 80°C.
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°C).
2. Теперь подставим все значения в формулу:
• Q_вода = m * c * ΔT = 2 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C = 672000 Дж.

2. Нагрев алюминиевого котелка:
• Масса котелка = 200 г = 0.2 кг.
• Удельная теплоемкость алюминия (c) = 900 Дж/(кг·°C).
• Изменение температуры (ΔT) = 100°C - 20°C = 80°C.
3. Теперь подставим значения в формулу:
• Q_{котелок} = m * c * ΔT = 0.2 кг * 900 Дж/(кг·°C) * 80°C = 14400 Дж.

Теперь складываем количество теплоты для воды и котелка:

• Q_общая = Q_вода + Q_{котелок} = 672000 Дж + 14400 Дж = 686400 Дж.

Ответ: Для нагрева 2 литров воды от 20 градусов до кипения в алюминиевом котелке массой 200 г необходимо 686400 Дж теплоты.