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.
