Какое количество теплоты получили железный душевой бак массой 60 кг и холодная колодезная вода массой 100 кг, если температура воды повысилась от 4 до 30 °C под действием солнечного излучения? Пожалуйста, укажите Дано, систему СИ и предоставьте подробное решение.

Физика 9 класс Теплообмен и количество теплоты Количество теплоты железный душевой бак температура воды солнечное излучение масса воды система СИ решение задачи по физике Новый

Дано:

• Масса железного душевого бака (m_бак) = 60 кг
• Масса воды (m_вода) = 100 кг
• Начальная температура воды (T_нач) = 4 °C
• Конечная температура воды (T_кон) = 30 °C

Система СИ:

• Температура измеряется в Кельвинах (K), но для расчетов можно использовать Цельсий (°C), так как разница температур одинакова.
• Масса измеряется в килограммах (кг).
• Количество теплоты измеряется в джоулях (J).

Решение:

Для решения задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое получили как железный бак, так и вода. Мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в джоулях);
• m - масса тела (в килограммах);
• c - удельная теплоемкость (в джоулях на килограмм на градус Цельсия);
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Теперь рассчитаем количество теплоты, полученное водой:

• Удельная теплоемкость воды (c_вода) = 4200 J/(кг·°C);
• Изменение температуры воды (ΔT_вода) = T_кон - T_нач = 30 °C - 4 °C = 26 °C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода

Q_вода = 100 кг * 4200 J/(кг·°C) * 26 °C

Q_вода = 100 * 4200 * 26

Q_вода = 10920000 J.

Теперь рассчитаем количество теплоты, полученное железным баком:

• Удельная теплоемкость железа (c_железо) = 460 J/(кг·°C);
• Изменение температуры бака (ΔT_бак) = 30 °C - 4 °C = 26 °C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q_бак = m_бак * c_железо * ΔT_бак

Q_бак = 60 кг * 460 J/(кг·°C) * 26 °C

Q_бак = 60 * 460 * 26

Q_бак = 717600 J.

Общее количество теплоты:

Q_общ = Q_вода + Q_бак

Q_общ = 10920000 J + 717600 J

Q_общ = 11637600 J.

Ответ: Общее количество теплоты, полученное железным душевым баком и холодной колодезной водой, составляет 11637600 Дж.