В сосуд с холодной водой опустили стальное сверло массой 1 кг, нагретое до температуры 200°С. В сосуде установилась температура 50 °С. Какое количество теплоты получила вода на нагревание? Потерями энергии на нагревание сосуда и окружающего воздуха пренебречь. Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг⋅°С). Ответ дать в киложоулях.
Для решения задачи нужно воспользоваться законом сохранения энергии, согласно которому количество теплоты, отданное стальным сверлом, равно количеству теплоты, полученному водой.
Определим количество теплоты, отданное стальным сверлом:
Формула для расчета количества теплоты:
[
Q = mc\Delta T
]
где:
Температура сверла уменьшается с 200 °С до 50 °С, поэтому:
[
\Delta T = 200 °С - 50 °С = 150 °С
]
Подставим значения в формулу:
[
Q = 1 \, \text{кг} \times 460 \, \text{Дж/(кг⋅°С)} \times 150 \, °С
]
[ Q = 69000 \, \text{Дж} ]
Переведем количество теплоты в килоджоули:
[ 69000 \, \text{Дж} = 69 \, \text{кДж} ]
Таким образом, количество теплоты, полученное водой на нагревание, составляет 69 килоджоулей.
Для определения количества теплоты, полученной вода на нагревание, можно воспользоваться законом сохранения энергии.
Первоначально стальное сверло имеет температуру 200 °С, а после опускания в воду температура установилась на уровне 50 °С. Таким образом, температурное изменение составляет ΔT = 200 °С - 50 °С = 150 °С.
Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/(кг⋅°С), а масса сверла 1 кг. Следовательно, количество теплоты, которое отдало сверло на нагревание воды, можно найти по формуле:
Q = c m ΔT,
где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость стали, m - масса сверла, ΔT - изменение температуры.
Подставляя известные значения, получаем:
Q = 460 Дж/(кг⋅°С) 1 кг 150 °С = 69000 Дж = 69 кДж.
Таким образом, вода получила 69 кДж теплоты на нагревание.
