942. На плите вскипятили воду объёмом 2,5 л, находящуюся в алюминиевом чайнике. При этом сожгли 20 г природного газа. Начальная температура воды была 20 °C. Чему равна масса чайника?

Дано: объём воды — 2,5 л, поэтому её масса приблизительно 2,5 кг; начальная температура — 20 °C, конечная — 100 °C; масса газа — 0,020 кг. Удельная теплота сгорания природного газа — 4,4·10⁷ Дж/кг; теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C), алюминия — 920 Дж/(кг·°C). Предполагаем, что всё тепло от сгорания газа пошло на нагревание воды и чайника.

1. Изменение температуры: \(\Delta t=100-20=80\) °C.
2. Теплота, выделившаяся при сгорании газа: \(Q=q m_{г}=4.4\cdot10^7\cdot0.020=880000\) Дж.
3. Теплота, полученная водой: \(Q_{в}=c_{в}m_{в}\Delta t=4200\cdot2.5\cdot80=840000\) Дж.
4. На нагревание чайника пошло \(Q_{ч}=880000-840000=40000\) Дж. Из равенства \(Q_{ч}=c_{Al}m_{ч}\Delta t\) получаем \(m_{ч}=\frac{40000}{920\cdot80}\approx0.543\) кг.

Ответ: масса чайника приблизительно 0,54 кг (540 г).