Для определения количества теплоты, необходимого для нагревания воды и самого железного котла, нужно учитывать теплоёмкость как воды, так и железа.
Данные задачи:
- Масса воды литров .
- Масса железного котла кг.
- Начальная температура °C.
- Конечная температура °C.
Теплоёмкость:
- Удельная теплоёмкость воды кДж/ ).
- Удельная теплоёмкость железа кДж/ ).
Формула для расчёта количества теплоты:
Количество теплоты вычисляется по формуле:
где — масса, — удельная теплоёмкость, — изменение температуры.
Расчёт для воды:
- Масса воды кг.
- Теплоёмкость воды Дж/.
- Изменение температуры ( \Delta T = T{\text{кон}} - T{\text{нач}} = 100 - 15 = 85 ) °C.
Подставим значения:
[ Q{\text{в}} = m{\text{в}} \cdot c{\text{в}} \cdot \Delta T ]
[ Q{\text{в}} = 15 \, \text{кг} \cdot 4186 \, \text{Дж/} \cdot 85 \, \text{°C} ]
[ Q{\text{в}} = 15 \cdot 4186 \cdot 85 ]
[ Q{\text{в}} \approx 534,255 \, \text{кДж} ]
Расчёт для железного котла:
- Масса котла кг.
- Теплоёмкость железа Дж/.
- Изменение температуры °C.
Подставим значения:
[ Q{\text{ж}} = m{\text{ж}} \cdot c{\text{ж}} \cdot \Delta T ]
[ Q{\text{ж}} = 4.5 \, \text{кг} \cdot 450 \, \text{Дж/} \cdot 85 \, \text{°C} ]
[ Q{\text{ж}} = 4.5 \cdot 450 \cdot 85 ]
[ Q{\text{ж}} \approx 172,125 \, \text{кДж} ]
Общее количество теплоты:
Сложим количество теплоты, необходимое для нагревания воды и железного котла:
[ Q{\text{общ}} = Q{\text{в}} + Q{\text{ж}} ]
[ Q{\text{общ}} = 534,255 \, \text{кДж} + 172,125 \, \text{кДж} ]
Ответ:
Для нагревания 15 литров воды в железном котле массой 4,5 кг от температуры 15 °C до 100 °C потребуется теплоты.