Ответ:

Решение:

Для решения задачи воспользуемся формулой для количества теплоты при охлаждении. Удельная теплоёмкость воды \( c_{воды} \) составляет 4200 Дж/(кг·°С).

а) Охлаждение 3 кг воды:

Дано:

  • Масса воды \( m_1 = 3 \text{ кг} \)
  • Начальная температура \( t_1 = 80 \text{ °С} \)
  • Конечная температура \( t_2 = 20 \text{ °С} \)
  • Удельная теплоёмкость воды \( c_{воды} = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \)

Найти:

  • Количество теплоты \( Q_1 \)

Формула для расчёта количества теплоты при охлаждении:

\[ Q_1 = c_{воды} \cdot m_1 \cdot \Delta t \]\[ \Delta t = t_1 - t_2 \]\[ \Delta t = 80 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 60 \text{ °С} \]\[ Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 3 \text{ кг} \cdot 60 \text{ °С} \]\[ Q_1 = 4200 \cdot 3 \cdot 60 = 12600 \cdot 60 = 756000 \text{ Дж} \]\[ Q_1 = 756 \text{ кДж} \]
  • б) Охлаждение 50 л воды:

Плотность воды \( \rho_{воды} \) приблизительно равна 1000 кг/м³ или 1 кг/л. Следовательно, масса 50 л воды составляет 50 кг.

Дано:

  • Объём воды \( V_2 = 50 \text{ л} \)
  • Плотность воды \( \rho_{воды} = 1 \text{ кг/л} \)
  • Масса воды \( m_2 = V_2 \cdot \rho_{воды} = 50 \text{ л} \cdot 1 \text{ кг/л} = 50 \text{ кг} \)
  • Начальная температура \( t_1 = 80 \text{ °С} \)
  • Конечная температура \( t_2 = 20 \text{ °С} \)
  • Удельная теплоёмкость воды \( c_{воды} = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \)

Найти:

  • Количество теплоты \( Q_2 \)

Формула для расчёта количества теплоты при охлаждении:

\[ Q_2 = c_{воды} \cdot m_2 \cdot \Delta t \]\[ \Delta t = t_1 - t_2 \]\[ \Delta t = 80 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 60 \text{ °С} \]\[ Q_2 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 50 \text{ кг} \cdot 60 \text{ °С} \]\[ Q_2 = 4200 \cdot 50 \cdot 60 = 210000 \cdot 60 = 12600000 \text{ Дж} \]\[ Q_2 = 12600 \text{ кДж} \]

Ответ: а) 756 кДж; б) 12600 кДж.