Решение Упражнения 5

1. Количество теплоты при остывании ложки

Количество теплоты, которое выделится при остывании чайной ложки на $$\Delta t = 75 \degree C$$, будет равно количеству теплоты, которое она получила при нагревании на ту же температуру. Это связано с тем, что теплоемкость ложки остается постоянной. Таким образом:

$$Q_{\text{выделится}} = Q_1 = 690 \text{ Дж}$$

Ответ: 690 Дж

2. Количество теплоты для нагрева воды

Для нагрева воды объемом $$V = 1,0 \text{ л}$$ от $$t = 15 \degree C$$ до $$t_{\text{к}} = 100 \degree C$$ потребуется количество теплоты, которое можно рассчитать по формуле:

$$Q = cm(t_{\text{к}} - t)$$, где:

• $$c$$ – удельная теплоемкость воды, равна $$4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \degree C}$$
• $$m$$ – масса воды, которую нужно нагреть
• $$t_{\text{к}}$$ – конечная температура воды (температура кипения)
• $$t$$ – начальная температура воды

Сначала определим массу воды. Зная, что плотность воды примерно равна $$1 \frac{\text{кг}}{\text{л}}$$, масса 1 литра воды составит:

$$m = V \cdot \rho = 1,0 \text{ л} \cdot 1 \frac{\text{кг}}{\text{л}} = 1 \text{ кг}$$

Теперь можно рассчитать необходимое количество теплоты:

$$Q = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \degree C} \cdot 1 \text{ кг} \cdot (100 \degree C - 15 \degree C) = 4200 \cdot 85 \text{ Дж} = 357000 \text{ Дж}$$

Переведем в килоджоули:

$$357000 \text{ Дж} = 357 \text{ кДж}$$

Ответ: 357 кДж