Для решения этой задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, затраченное на нагрев алюминиевой кастрюли и воды в ней. Мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты:
[ Q = mc\Delta T ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты,
- ( m ) — масса вещества,
- ( c ) — удельная теплоёмкость вещества,
- ( \Delta T ) — изменение температуры.
Шаг 1: Вычисление теплоты для воды
- Масса воды: Поскольку плотность воды примерно равна ( 1 \, \text{г/мл} ), то 2 литра (или 2000 мл) воды имеют массу 2000 г.
- Удельная теплоёмкость воды: ( c = 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} ).
- Изменение температуры: ( \Delta T = 90°C - 10°C = 80°C ).
Подставим эти значения в формулу:
[ Q{\text{вода}} = m{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T = 2000 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} \cdot 80°C = 668800 \, \text{Дж} ]
Шаг 2: Вычисление теплоты для алюминиевой кастрюли
- Масса кастрюли: ( 100 \, \text{г} ).
- Удельная теплоёмкость алюминия: ( c = 0.897 \, \text{Дж/(г°C)} ).
- Изменение температуры: то же самое, ( \Delta T = 80°C ).
Подставим эти значения в формулу:
[ Q{\text{кастрюля}} = m{\text{кастрюля}} \cdot c_{\text{кастрюля}} \cdot \Delta T = 100 \, \text{г} \cdot 0.897 \, \text{Дж/(г°C)} \cdot 80°C = 7176 \, \text{Дж} ]
Шаг 3: Суммарное количество теплоты
Теперь сложим оба значения для получения общего количества теплоты:
[ Q{\text{общ}} = Q{\text{вода}} + Q_{\text{кастрюля}} = 668800 \, \text{Дж} + 7176 \, \text{Дж} = 675976 \, \text{Дж} ]
Итак, общее количество теплоты, затраченное на нагревание алюминиевой кастрюли и воды в ней от 10°C до 90°C, составляет примерно 675976 Дж.