В железный душевой бак, масса которого 60 кг, налили холодной колодезной воды массой 100 л. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась с 5°C до 35°C. Какое количество теплоты получили бак и вода?

Физика Колледж Теплообмен и теплоемкость Количество теплоты физика нагревание температура воды солнечное излучение железный бак масса воды теплообмен термодинамика задача по физике Новый

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

Q = mcΔT

где:

• Q - количество теплоты,
• m - масса вещества,
• c - удельная теплоемкость вещества,
• ΔT - изменение температуры.

Теперь давайте определим параметры для воды и бака:

1. Вода:

• Масса воды (m) = 100 л = 100 кг (так как 1 л воды имеет массу примерно 1 кг).
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°C).
• Начальная температура (T1) = 5°C.
• Конечная температура (T2) = 35°C.
• Изменение температуры (ΔT) = T2 - T1 = 35°C - 5°C = 30°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q_вода = m * c * ΔT

Q_вода = 100 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 30°C

Q_вода = 100 * 4200 * 30 = 12600000 Дж.

2. Железный бак:

• Масса бака (m) = 60 кг.
• Удельная теплоемкость железа (c) = 460 Дж/(кг·°C).
• Изменение температуры (ΔT) = 30°C (так как температура бака также повысилась с 5°C до 35°C).

Теперь подставим значения в формулу для бака:

Q_бак = m * c * ΔT

Q_бак = 60 кг * 460 Дж/(кг·°C) * 30°C

Q_бак = 60 * 460 * 30 = 828000 Дж.

3. Общее количество теплоты:

Теперь мы можем найти общее количество теплоты, полученное баком и водой:

Q_общ = Q_вода + Q_бак

Q_общ = 12600000 Дж + 828000 Дж = 13428000 Дж.

Ответ: Общее количество теплоты, полученное баком и водой, составляет 13428000 Дж.