Question

В чайник налита вода массой 1,5 кг при температуре 15С.
Воду нагрели до кипения, при этом 50 г ее выкипело.
Определите, какое количество теплоты было затрачено.
Какое количество теплоты было израсходовано зря из-за того,
что чайник вовремя не сняли с огня?

​

Answer 1

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для расчета количества теплоты:

Q = mcΔT

Где:
Q - количество теплоты (в джоулях)
m - масса воды (в кг)
c - удельная теплоемкость воды (в Дж/кг∙°C)
ΔT - изменение температуры (в °C)

1) Определение количества теплоты, затраченного на нагревание воды:
Масса воды, налитой в чайник: m1 = 1,5 кг
Начальная температура воды: T1 = 15°C
Температура кипения воды: Tкип = 100°C
Температурное изменение: ΔT = Tкип - T1 = 100°C - 15°C = 85°C
Удельная теплоемкость воды: c = 4,18 Дж/кг∙°C (приближенное значение для воды)

Теперь можем рассчитать количество теплоты, затраченное на нагревание воды:

Q1 = m1 * c * ΔT
Q1 = 1,5 кг * 4,18 Дж/кг∙°C * 85°C = 530,55 Дж

Ответ: Количество теплоты, затраченное на нагревание воды, составляет 530,55 Дж.

2) Определение количества теплоты, израсходованного зря из-за того, что чайник не сняли с огня вовремя:
Масса испарившейся воды: m2 = 50 г = 0,05 кг
Температурное изменение для испарившейся воды: ΔT2 = Tкип - T2 = 100°C - T1 = 100°C - 15°C = 85°C
Удельная теплота испарения воды: L = 2260 кДж/кг

Теперь можем рассчитать количество теплоты, израсходованное зря:

Q2 = m2 * L
Q2 = 0,05 кг * 2260 кДж/кг = 113 кДж = 113000 Дж

Ответ: Количество теплоты, израсходованное зря из-за того, что чайник вовремя не сняли с огня, составляет 113000 Дж.

Итак, мы определили, что количество теплоты, затраченное на нагревание воды, равно 530,55 Дж, а количество теплоты, израсходованное зря, равно 113000 Дж.