Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагревания воды. Процесс нагревания описывается формулой, связывающей массу вещества, его удельную теплоёмкость и изменение температуры.

Дано:
$m = 0,2$ кг
$t_1 = 20$ °C
$t_2 = 100$ °C (температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении)
$c = 4200$ Дж/(кг·°C) (удельная теплоёмкость воды — табличное значение)
$Q - ?$

Физические законы и вычисления:

1. Количество теплоты $Q$, необходимое для нагревания вещества массой $m$ от начальной температуры $t_1$ до конечной температуры $t_2$, вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

2. Проверим размерность полученной величины:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$
Единицы измерения соответствуют искомой величине.

3. Подставим числовые значения из условия задачи в формулу:
$Q = 4200 \cdot 0,2 \cdot (100 - 20)$

4. Проведём пошаговые вычисления:
Сначала найдём разность температур:
$\Delta t = 100 - 20 = 80$ °C
Затем перемножим значения:
$Q = 4200 \cdot 0,2 \cdot 80$
$Q = 840 \cdot 80$
$Q = 67200$ Дж

Ответ: 67200 Дж

Источник: ФИПИ