Какое количество теплоты необходимо для нагрева воды массой 8 кг до 90 °С в алюминиевой кастрюле массой 2 кг, если начальная температура воды и кастрюли равна 20 °C, и при этом можно не учитывать теплообмен с окружающей средой?

Физика 8 класс Тепловые явления Количество теплоты нагрев воды физика 8 класс теплообмен алюминиевая кастрюля температура воды масса воды расчет теплоты Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева как воды, так и алюминиевой кастрюли. Мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты:

Q = mcΔT

где:

• Q — количество теплоты, Дж;
• m — масса тела, кг;
• c — удельная теплоемкость материала, Дж/(кг·°C);
• ΔT — изменение температуры, °C.

Теперь определим необходимые данные:

• Масса воды (m_вода) = 8 кг;
• Масса кастрюли (m_{алюминий}) = 2 кг;
• Начальная температура (T_нач) = 20 °C;
• Конечная температура (T_кон) = 90 °C;
• Удельная теплоемкость воды (c_вода) = 4200 Дж/(кг·°C);
• Удельная теплоемкость алюминия (c_{алюминий}) = 900 Дж/(кг·°C).

Теперь можем рассчитать изменение температуры для воды и кастрюли:

ΔT = T_кон - T_нач = 90 °C - 20 °C = 70 °C

Теперь рассчитаем количество теплоты для воды:

Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT

Q_вода = 8 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 70 °C

Q_вода = 8 * 4200 * 70 = 2352000 Дж

Теперь рассчитаем количество теплоты для алюминиевой кастрюли:

Q_{алюминий} = m_{алюминий} * c_{алюминий} * ΔT

Q_{алюминий} = 2 кг * 900 Дж/(кг·°C) * 70 °C

Q_{алюминий} = 2 * 900 * 70 = 126000 Дж

Теперь сложим количество теплоты, необходимое для нагрева воды и кастрюли:

Q_общая = Q_вода + Q_{алюминий}

Q_общая = 2352000 Дж + 126000 Дж = 2478000 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для нагрева воды и алюминиевой кастрюли до 90 °C, составляет 2478000 Дж.