В алюминиевый бак массой 1,5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть бак с водой от 20 °C до 100 °C?

Физика 8 класс Теплопередача и теплообмен физика 8 класс алюминиевый бак масса 1,5 кг вода масса 10 кг Количество теплоты нагрев температура 20 °C до 100 °C теплообмен Теплоёмкость расчет теплоты Новый

Давайте рассмотрим задачу по нагреву алюминиевого бака с водой. Нам нужно выяснить, сколько теплоты (Q) потребуется, чтобы нагреть бак и воду от температуры 20 °C до 100 °C.

Дано:

• Масса алюминиевого бака (m1) = 1,5 кг
• Масса воды (m2) = 10 кг
• Начальная температура (t1) = 20 °C
• Конечная температура (t2) = 100 °C
• Удельная теплоемкость алюминия (c1) = 903 Дж/кг·°C
• Удельная теплоемкость воды (c2) = 4200 Дж/кг·°C

Анализ:

Нам нужно найти общее количество теплоты, которое требуется для нагрева как алюминиевого бака, так и воды. Обозначим общее количество теплоты как Q.

Общее количество теплоты можно выразить как сумму теплоты, необходимой для нагрева бака (Q1), и теплоты, необходимой для нагрева воды (Q2):

Q = Q1 + Q2

Решение:

Сначала найдем Q1 — количество теплоты, необходимое для нагрева алюминиевого бака:

Q1 = c1 * m1 * (t2 - t1)

Подставляем значения:

Q1 = 903 Дж/кг·°C * 1,5 кг * (100 °C - 20 °C)

Q1 = 903 * 1,5 * 80 = 108360 Дж

Теперь найдем Q2 — количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Q2 = c2 * m2 * (t2 - t1)

Подставляем значения:

Q2 = 4200 Дж/кг·°C * 10 кг * (100 °C - 20 °C)

Q2 = 4200 * 10 * 80 = 3360000 Дж

Теперь мы можем найти общее количество теплоты:

Q = Q1 + Q2

Q = 108360 Дж + 3360000 Дж = 3468360 Дж

Ответ: Для нагрева алюминиевого бака с водой от 20 °C до 100 °C необходимо 3468360 Дж теплоты.