Какую массу воды можно нагреть на 40 С, передав ей 4,5 кДж теплоты?

Для решения задачи необходимо:

записать краткое условие задачи, обозначив известные и неизвестные величины; определиться с формулами, которые потребуются для нахождения неизвестной величины; выполнить вычисления. Краткое условие данной задачи

△t = 40°C,

Q = 4,5 кДж,

вещество - вода,

m - ?

Из условия задачи известно, что некоторому количеству воды (m) передается количество теплоты Q, равное 4,5 кДж, при этом температура воды изменяется на △t = 40°C. Требуется найти массу воды.

Формула с помощью, которой можно найти количество воды

Количество теплоты, передаваемое веществу при нагревании, определяется по формуле:

Q = m * c * △t,

где Q - количество теплоты, измеряемое в джоулях (Дж)

m - масса вещества, измеряемая в килограммах (кг);

c - удельная теплоемкость вещества, Дж / (кг * °C);

△t - изменение температуры вещества, измеряемое в градусах Цельсия (°C).

Зная количество теплоты, переданное веществу, удельную теплоемкость вещества и изменение температуры при его нагревании, можно определить массу нагреваемого вещества по формуле:

m = Q / (c * △t).

Вычисление массы воды

Количество теплоты задано в кДж, для решения необходимо перевести единицы измерения в джоули. Зная, что 1 кДж = 1000 Дж, вычисляем:

4,5 кДж = 4,5 * 1000 = 4500 Дж.

Удельная теплоемкость вещества - это справочная величина. Для воды она составляет:

с_воды = 4200 Дж / (кг * °C).

Вычислим массу воды, которую можно нагреть на 40 °C, сообщив ей при этом 4500 Дж теплоты:

m = 4500 / (4200 * 40) = 4500 / 168000 = 0,027 кг.

Ответ: можно нагреть 0,027 кг воды.

Количество теплоты, которое необходимо для нагрева воды, можно рассчитать по формуле:

Q = С * m * ∆t, где Q - затраченное количество теплоты на нагрев (Q = 4,5 кДж = 4500 Дж), С - удельная теплоемкость воды (С = 4200 Дж / (кг*К)), m - искомая масса воды (кг), ∆t - изменение температуры воды (∆t = 40 ºС).

Выразим и рассчитаем массу нагретой воды:

m = Q / (С * ∆t) = 4500 / (4200 * 40) = 0,0268 кг = 26,8 г.

Ответ: Можно нагреть 26,8 г воды.