3. Сколько теплоты нужно затратить, чтобы вскипятить 3 кг воды, взятой при температуре 20 °C в алюминиевой кастрюле массой 400 г, если в ходе этого процесса 50 г воды испарилось? (c = 4200 Дж/(кг·°C), L = 2,26·10⁶ Дж/кг, c_алюминия = 880 Дж/(кг·°C))

Дано: вода — 3 кг; кастрюля — 0,4 кг; испарившаяся вода — 0,05 кг; начальная температура — 20 °C. Нагреваем воду и кастрюлю до 100 °C, затем учитываем испарение.

Нагревание воды: \(Q_1 = m_в c_в(100-20) = 3\cdot4200\cdot80 = 1\,008\,000\) Дж.

Нагревание кастрюли: \(Q_2 = m_к c_к(100-20) = 0{,}4\cdot880\cdot80 = 28\,160\) Дж.

Испарение воды: \(Q_3 = m_{исп}L = 0{,}05\cdot2{,}26\cdot10^6 = 113\,000\) Дж.

Общее количество теплоты: \(Q = Q_1+Q_2+Q_3 = 1\,008\,000+28\,160+113\,000 = 1\,149\,160\) Дж.

Ответ: 1 149 160 Дж (примерно 1,15 МДж).