3. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 4 кг воды в алюминиевой кастрюле массой 500 г от 20 °C до кипения?

Считаем, что кастрюля и вода нагреваются от 20 °C до 100 °C, а теплообмена с окружающей средой нет.

Дано: вода — 4 кг; алюминиевая кастрюля — 500 г = 0,5 кг; \(\Delta t = 100 - 20 = 80\) °C. Используем \(c_{\text{воды}} = 4200\) Дж/(кг·°C) и \(c_{\text{алюминия}} = 920\) Дж/(кг·°C).

Теплота нагрева воды: \(Q_1 = c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t = 4200 \cdot 4 \cdot 80 = 1\,344\,000\) Дж.

Теплота нагрева кастрюли: \(Q_2 = c_{\text{алюминия}}m_{\text{кастрюли}}\Delta t = 920 \cdot 0.5 \cdot 80 = 36\,800\) Дж.

Общее количество теплоты: \(Q = Q_1 + Q_2 = 1\,380\,800\) Дж ≈ 1,38 МДж.

Ответ: потребуется примерно 1,38 МДж теплоты.