- Для расчета изменения температуры кипятка в питьевом баке емкостью 27 литров, который отдал 1500 кДж теплоты, нам нужно использовать формулу для теплоемкости. Теплоемкость воды (c) составляет примерно (4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)}).
Для начала переведем объем в массу. Плотность воды составляет (1 \, \text{кг/л}), значит:
[ m = 27 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 27 \, \text{кг} ]
Формула для количества теплоты:
[ Q = mc\Delta T ]
Где:
- (Q) — количество теплоты (1500 кДж),
- (m) — масса (27 кг),
- (c) — удельная теплоемкость воды (4.18 кДж/(кг·°C)),
- (\Delta T) — изменение температуры (ищем).
Решим уравнение для (\Delta T):
[ \Delta T = \frac{Q}{mc} ]
Подставим значения:
[ \Delta T = \frac{1500 \, \text{кДж}}{27 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)}} ]
[ \Delta T \approx \frac{1500}{112.86} ]
[ \Delta T \approx 13.29 \, \text{°C} ]
Таким образом, кипяток остыл приблизительно на 13.29 градусов.
- Для нагрева определенной массы воды на 10 градусов с использованием 1 кДж теплоты, используем ту же формулу:
[ Q = mc\Delta T ]
Здесь:
- (Q) — количество теплоты (1 кДж),
- (m) — масса (ищем),
- (c) — удельная теплоемкость воды (4.18 кДж/(кг·°C)),
- (\Delta T) — изменение температуры (10 °C).
Решим уравнение для (m):
[ m = \frac{Q}{c\Delta T} ]
Подставим значения:
[ m = \frac{1 \, \text{кДж}}{4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 10 \, \text{°C}} ]
[ m \approx \frac{1}{41.8} ]
[ m \approx 0.0239 \, \text{кг} ]
Таким образом, на 10 градусов можно нагреть примерно 0.0239 кг воды с использованием 1 кДж теплоты.
- Для вычисления удельной теплоемкости алюминия, зная, что для нагрева 110 г алюминия на 90 градусов требуется 9.1 кДж, снова используем формулу:
[ Q = mc\Delta T ]
Здесь:
- (Q) — количество теплоты (9.1 кДж),
- (m) — масса (110 г = 0.11 кг),
- (c) — удельная теплоемкость (ищем),
- (\Delta T) — изменение температуры (90 °C).
Решим уравнение для (c):
[ c = \frac{Q}{m\Delta T} ]
Подставим значения:
[ c = \frac{9.1 \, \text{кДж}}{0.11 \, \text{кг} \times 90 \, \text{°C}} ]
[ c = \frac{9.1}{9.9} ]
[ c \approx 0.92 \, \text{кДж/(кг·°C)} ]
Таким образом, удельная теплоемкость алюминия составляет примерно 0.92 кДж/(кг·°C).