Давайте решим каждый из этих вопросов по порядку.

1. Количество теплоты, выделяемое при остывании воды

Для расчета количества теплоты, выделяемого при остывании воды, используем формулу:

Q = cmΔT

где:

• Q — количество теплоты (Джоули),
• c — удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),
• m — масса воды (кг),
• ΔT — изменение температуры (°C).

Сначала найдем массу воды. Поскольку плотность воды равна 1 кг/л, то масса воды будет равна объему:

• m = 20 л = 20 кг.

Теперь рассчитаем изменение температуры:

• ΔT = 50°C - 100°C = -50°C.

Подставим все данные в формулу:

Q = 4200 Дж/(кг·°C) * 20 кг * (-50°C) = -4200000 Дж.

Отрицательное значение указывает на то, что тепло выделяется. Таким образом, при остывании воды выделяется 4200000 Дж.

2. Количество теплоты, необходимое для нагревания

Для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания различных объектов, используем ту же формулу:

Q = cmΔT

а) Чугунный утюг массой 1.5 кг

• c (чугуна) ≈ 540 Дж/(кг·°C),
• m = 1.5 кг,
• ΔT = 200°C.

Q = 540 Дж/(кг·°C) * 1.5 кг * 200°C = 162000 Дж.

Для нагревания чугунного утюга необходимо 162000 Дж.

б) Алюминиевая ложка массой 50 г

• c (алюминия) ≈ 900 Дж/(кг·°C),
• m = 50 г = 0.05 кг,
• ΔT = 90°C - 20°C = 70°C.

Q = 900 Дж/(кг·°C) * 0.05 кг * 70°C = 3150 Дж.

Для нагревания алюминиевой ложки необходимо 3150 Дж.

в) Камин массой 2 т

• c (каменного материала, например, гранита) ≈ 800 Дж/(кг·°C),
• m = 2 т = 2000 кг,
• ΔT = 40°C - 10°C = 30°C.

Q = 800 Дж/(кг·°C) * 2000 кг * 30°C = 48000000 Дж.

Для нагревания камина необходимо 48000000 Дж.

Таким образом, мы рассчитали количество теплоты для каждого из случаев. Надеюсь, это объяснение было полезным!