В железной кастрюле массой 500 г нагрели 3 л воды от 20 С до кипения. Какое количество теплоты получила кастрюля и вода при нагревании?
Удельная теплоёмкость воды: 4200Дж/кг0С
Удельная теплоёмкость железа: 460 Дж/кг0С
Ответы
Дано:
m₂ = 500 г.
V = 3 л.
ρ = 1000 кг/м.³
t₁ = 20°C
t₂ = 100°C
c₁ = 4200 Дж/кг.°C
c₂ = 460 Дж/кг.°C
Найти:
Q - ?
СИ:
m₂ = 0,5 кг.
V = 0,003 м.³
Решение:
1. Для начала запишем формулу количества теплоты при нагревании и кастрюли, и воды:
Q = Q₁ + Q₂
где Q - количество теплоты, Q₁ - количество теплоты полученное водой, Q₂ - количество теплоты полученное кастрюлей.
2. Посчитаем количество теплоты при нагревании воды:
Q₁ = c₁m₁(t₂ - t₁)
Где c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, t₂ - температура, до которой мы нагреваем, t₁ - температура, с которой мы начинаем нагревать воду.
3. Находим массу воды:
m₁ = ρV
Где ρ - плотность воды, V - объем воды
4. Подставляем числовые значения:
m₁ = 1000 кг/м³ * 0,003 м³ = 3 кг.
Q₁ = 4200 Дж/кг.°C * 3 кг. (100°С - 20°С)
Q₁ = 1 008 000 Дж. = 1008 кДж.
5. Найдем количество теплоты, полученное кастрюлей при нагревании:
Q₂ = c₂m₂(t₂ - t₁)
Q₂ = 460 Дж/кг.°C * 0,5 кг. (100°С - 20°С)
Q₂ = 18 400 Дж. = 18,4 кДж.
6. Найдем количество теплоты, полученное и кастрюлей, и водой:
Q = 1008 кДж. + 18,4 кДж.
Q = 1026,4 кДж. = 1,0264 МДж.