а) Охлаждение 3 кг воды:
Дано:
- Масса воды, ma = 3 кг
- Начальная температура, t1 = 80 °C
- Конечная температура, t2 = 20 °C
- Удельная теплоемкость воды, cв = 4200 Дж/(кг·°C)
Найти: Количество теплоты, Qa
Решение:
Количество теплоты, выделяемое при охлаждении, рассчитывается по формуле:
\[ Q = c \cdot m \cdot \Delta t \]
где \(\Delta t = t_1 - t_2\).
\[ Q_a = 4200 \text{ Дж/(кг} · °C) \cdot 3 \text{ кг} \cdot (80 \text{ } °C - 20 \text{ } °C) \]
\[ Q_a = 4200 \cdot 3 \cdot 60 \text{ Дж} \]
\[ Q_a = 12600 \cdot 60 \text{ Дж} \]
\[ Q_a = 756000 \text{ Дж} \]
Переведем в килоджоули:
\[ Q_a = 756 \text{ кДж} \]
б) Охлаждение 50 л воды:
Дано:
- Объем воды, Vб = 50 л
- Начальная температура, t1 = 80 °C
- Конечная температура, t2 = 20 °C
- Удельная теплоемкость воды, cв = 4200 Дж/(кг·°C)
- Плотность воды, \(\rho\) = 1000 кг/м³ = 1 кг/л
Найти: Количество теплоты, Qб
Решение:
Сначала найдем массу воды:
\[ m_б = \rho \cdot V_б \]
\[ m_б = 1 \text{ кг/л} \cdot 50 \text{ л} = 50 \text{ кг} \]
Теперь рассчитаем количество теплоты:
\[ Q_б = c_в \cdot m_б \cdot \Delta t \]
\[ Q_б = 4200 \text{ Дж/(кг} · °C) \cdot 50 \text{ кг} \cdot (80 \text{ } °C - 20 \text{ } °C) \]
\[ Q_б = 4200 \cdot 50 \cdot 60 \text{ Дж} \]
\[ Q_б = 210000 \cdot 60 \text{ Дж} \]
\[ Q_б = 12600000 \text{ Дж} \]
Переведем в килоджоули:
\[ Q_б = 12600 \text{ кДж} \]
Ответ: а) 756 кДж; б) 12600 кДж