4. На сколько градусов нагреется 4 л воды при сжигании 30 г каменного угля, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдет на нагревание воды?

Используем табличные значения: удельная теплота сгорания каменного угля \(q = 2{,}7 \cdot 10^7\) Дж/кг, удельная теплоёмкость воды \(c = 4200\) Дж/(кг·°C), плотность воды \(\rho = 1\) кг/л.

Масса воды: \(m_{в} = 4\) кг. Масса угля: \(m_{у} = 30\) г \(= 0{,}03\) кг.

Энергия, выделившаяся при сгорании угля:

\(Q = qm_{у} = 2{,}7 \cdot 10^7 \cdot 0{,}03 = 810000\) Дж.

Приравняем эту энергию количеству теплоты, полученному водой: \(Q = c m_{в}\Delta t\). Тогда

\(\Delta t = \frac{Q}{c m_{в}} = \frac{810000}{4200 \cdot 4} \approx 48{,}2\,°C\).

Ответ: примерно на 48 °C.