В алюминиевую кастрюлю массой 300 г и объемом 1 л налили воду. Начальная температура кастрюли с водой 15 градусов. Воду в кастрюле нагревают до кипения. Какое количество теплоты для этого потребовалось?

Дано:

m кастрюли = 300 г = 0,3 кг;

V = 1 л = 0,001 м³;

T1 = 15 C = 288 К;

Т2 = 100 С = 373 К;

с воды = 4200 Дж/кг * С;

с алюминия = 920 Дж/кг * С;

Q = ?

Решение.

Формула нагревания тела имеет вид Q = cm * (T2-T1), но в условиях данной задачи рассматриваются 2 объекта: кастрюля и вода, которые имеют разную массу, удельную теплоемкость и плотность. Значит, необходимо по отдельности найти Q нагревания для обоих объектов и затем сложить.

Q воды = с воды * m воды * (Т2 - Т1);

Найдем m воды через формулу для плотности:

m воды = p воды * V = 1000 * 0,001 = 1 кг.

Q воды = 4200 Дж/кг * С * 1 кг * (373 К - 288 К) = 357 000 Дж.

Q кастр = с алюм * m кастр * (Т2 - Т1) = 920 Дж/кг * С * 0,3 кг * (373 К - 288 К) = 23 460 Дж.

Q = Q воды + Q кастр = 357 000 Дж + 23 460 Дж ≈ 380,5 кДж.

Ответ: ≈ 380,5 кДж.