В железном чайнике массой 400г нагрели 2кг воды от 20 градусов до 100 градусов.какое количество теплоты...

Чтобы определить количество теплоты, затраченного на нагрев воды и чайника, необходимо использовать формулу для расчета тепла:

[ Q = mc\Delta T ]

где:

• ( Q ) — количество теплоты,
• ( m ) — масса вещества,
• ( c ) — удельная теплоемкость вещества,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

1. Нагрев воды

Для воды:

• Масса ( m_{\text{вода}} = 2 \, \text{кг} = 2000 \, \text{г} )
• Удельная теплоемкость ( c_{\text{вода}} = 4.18 \, \text{Дж/(г·°C)} )
• Начальная температура ( T_1 = 20 \, °C )
• Конечная температура ( T_2 = 100 \, °C )
• Изменение температуры ( \Delta T_{\text{вода}} = T_2 - T_1 = 100 - 20 = 80 \, °C )

Теперь подставим значения в формулу:

[ Q{\text{вода}} = m{\text{вода}} \cdot c{\text{вода}} \cdot \Delta T{\text{вода}} ] [ Q{\text{вода}} = 2000 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 80 \, °C ] [ Q{\text{вода}} = 2000 \cdot 4.18 \cdot 80 ] [ Q_{\text{вода}} = 668800 \, \text{Дж} ]

2. Нагрев чайника

Для железного чайника:

• Масса ( m_{\text{чайник}} = 400 \, \text{г} )
• Удельная теплоемкость железа ( c_{\text{железо}} \approx 0.45 \, \text{Дж/(г·°C)} )
• Изменение температуры ( \Delta T_{\text{чайник}} = 80 \, °C ) (такое же, как у воды)

Теперь подставим значения в формулу:

[ Q{\text{чайник}} = m{\text{чайник}} \cdot c{\text{железо}} \cdot \Delta T{\text{чайник}} ] [ Q{\text{чайник}} = 400 \, \text{г} \cdot 0.45 \, \text{Дж/(г·°C)} \cdot 80 \, °C ] [ Q{\text{чайник}} = 400 \cdot 0.45 \cdot 80 ] [ Q_{\text{чайник}} = 14400 \, \text{Дж} ]

3. Общее количество теплоты

Теперь суммируем количество теплоты, затраченное на нагрев воды и чайника:

[ Q{\text{общ}} = Q{\text{вода}} + Q{\text{чайник}} ] [ Q{\text{общ}} = 668800 \, \text{Дж} + 14400 \, \text{Дж} ] [ Q_{\text{общ}} = 683200 \, \text{Дж} ]

Таким образом, общее количество теплоты, затраченное на нагрев 2 кг воды и железного чайника до 100°C, составляет 683200 Дж.

Для расчета количества теплоты, затраченного на нагрев воды и чайника, используем формулу:

( Q = mc\Delta T )

где:

• ( Q ) — количество теплоты,
• ( m ) — масса (в кг),
• ( c ) — удельная теплоемкость (для воды ( c{вода} \approx 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} ); для железа ( c{железо} \approx 460 \, \text{Дж/(кг·°C)} )),
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

1. Для воды:

   • ( m_{вода} = 2 \, \text{кг} )
   • ( \Delta T_{вода} = 100 - 20 = 80 \, \text{°C} )

   ( Q_{вода} = 2 \times 4200 \times 80 = 672000 \, \text{Дж} )

2. Для чайника:

   • ( m_{чайник} = 0.4 \, \text{кг} )
   • ( \Delta T_{чайник} = 80 \, \text{°C} )

   ( Q_{чайник} = 0.4 \times 460 \times 80 = 14720 \, \text{Дж} )

Теперь суммируем:

( Q{общ} = Q{вода} + Q_{чайник} = 672000 + 14720 = 686720 \, \text{Дж} )

Таким образом, общее количество теплоты, затраченное на нагрев, составляет 686720 Дж.

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно учитывать теплоёмкость как воды, так и самого чайника. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды и самого чайника отдельно, а затем сложим эти значения.

Дано:

1. Масса воды: ( m_{\text{вода}} = 2 \, \text{кг} = 2000 \, \text{г} )
2. Масса чайника: ( m_{\text{чайник}} = 400 \, \text{г} = 0,4 \, \text{кг} )
3. Начальная температура: ( t_{\text{нач}} = 20^\circ \, \text{C} )
4. Конечная температура: ( t_{\text{кон}} = 100^\circ \, \text{C} )
5. Удельная теплоёмкость воды: ( c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж} / (\text{кг} \cdot \, ^\circ\text{C}) )
6. Удельная теплоёмкость железа (материал чайника): ( c_{\text{железо}} = 460 \, \text{Дж} / (\text{кг} \cdot \, ^\circ\text{C}) )

Формула для расчёта количества теплоты:

Количество теплоты, необходимое для нагрева вещества, рассчитывается по формуле: [ Q = m \cdot c \cdot \Delta t, ] где:

• ( Q ) — количество теплоты (Дж),
• ( m ) — масса вещества (кг),
• ( c ) — удельная теплоёмкость вещества (( \text{Дж} / (\text{кг} \cdot \, ^\circ\text{C}) )),
• ( \Delta t ) — изменение температуры (( t{\text{кон}} - t{\text{нач}} )).

Расчёт:

1. Нагрев воды:

[ Q{\text{вода}} = m{\text{вода}} \cdot c{\text{вода}} \cdot \Delta t ] [ Q{\text{вода}} = 2 \cdot 4200 \cdot (100 - 20) ] [ Q_{\text{вода}} = 2 \cdot 4200 \cdot 80 = 672000 \, \text{Дж}. ]

2. Нагрев железного чайника:

[ Q{\text{чайник}} = m{\text{чайник}} \cdot c{\text{железо}} \cdot \Delta t ] [ Q{\text{чайник}} = 0,4 \cdot 460 \cdot (100 - 20) ] [ Q_{\text{чайник}} = 0,4 \cdot 460 \cdot 80 = 14720 \, \text{Дж}. ]

3. Общее количество теплоты:

[ Q{\text{общ}} = Q{\text{вода}} + Q{\text{чайник}} ] [ Q{\text{общ}} = 672000 + 14720 = 686720 \, \text{Дж}. ]

Ответ:

Для нагрева воды и чайника от ( 20^\circ \, \text{C} ) до ( 100^\circ \, \text{C} ) потребуется 686720 Дж, или 686,72 кДж.