Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся понятием изменения внутренней энергии при теплопередаче. Когда тело охлаждается, оно отдаёт некоторое количество теплоты в окружающую среду, и его внутренняя энергия уменьшается на величину этого количества теплоты.

Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$\Delta t = 200 \text{ °C}$
$c = 500 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)}$ (удельная теплоёмкость стали — справочная величина)
$\Delta U - ?$

Физический закон и формулы:
Изменение внутренней энергии $\Delta U$ при охлаждении (или нагревании) твёрдого тела равно количеству теплоты $Q$, которое тело отдаёт (или получает):
$\Delta U = Q$
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, рассчитывается по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$,
где:
$c$ — удельная теплоёмкость вещества;
$m$ — масса тела;
$\Delta t$ — изменение температуры тела.

Вычисления:
Подставим числовые значения в формулу:
$\Delta U = 500 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 10 \text{ кг} \cdot 200 \text{ °C}$
$\Delta U = 500 \cdot 10 \cdot 200 = 1 \: 000 \: 000 \text{ Дж}$

Переведём полученный результат в мегаджоули (МДж). Известно, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж} = 1 \: 000 \: 000 \text{ Дж}$:
$\Delta U = \frac{1 \: 000 \: 000}{1 \: 000 \: 000} \text{ МДж} = 1 \text{ МДж}$

Ответ: 1 МДж

Источник: ФИПИ