Какое количество теплоты было затрачено при заполнении стального чайника массой 800 г водой, чтобы получить кипяток?

Решение:
Для первой задачи нам нужно найти количество теплоты, затраченное на нагревание воды до кипения. Для этого мы применяем формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества и ΔT - изменение температуры.

Масса воды в чайнике составляет 800 г, а удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг·°С. При заполнении чайника вода нагревается до температуры кипения, то есть 100°С. Изначальная температура воды равна комнатной температуре, которая примем равной 25°С. Таким образом, ΔT = 100°С - 25°С = 75°С.

Подставляя значения в формулу, получаем Q = 800 г * 4200 Дж/кг·°С * 75°С = 252 000 Дж.

Ответ: количество затраченной теплоты при заполнении стального чайника водой для получения кипятка составляет 252 000 Дж.

Для второй задачи нужно найти конечную температуру чая после смешивания кипятка, фарфоровой чашки, и молока. Для этого воспользуемся законом сохранения теплоты, который гласит, что количество теплоты, полученное или отданное системой, равно сумме теплот, полученных или отданных всеми ее компонентами.

Мы знаем количество теплоты, полученное кипятком из предыдущей задачи, равное 252 000 Дж.

Масса фарфоровой чашки составляет 100 г, удельная теплоемкость фарфора равна 1100 Дж/кг·°С, и изначальная температура чашки равна комнатной температуре, то есть 25°С.

Масса молока составляет 50 г, и изначальная его температура равна 10°С.

Для нахождения конечной температуры воспользуемся формулой моментального теплообмена Q1 = Q2, где Q1 - количество теплоты отданное кипятком, а Q2 - количество теплоты поглощенное фарфоровой чашкой и молоком.

Подставляя значения в формулу получаем:

252 000 Дж = (100 г * 1100 Дж/кг·°С + 50 г * cмолока * ΔT) * ΔT,

где cмолока - удельная теплоемкость молока, а ΔT - изменение температуры, которое мы ищем.

Учитывая, что удельная теплоемкость молока не указана, мы не можем решить задачу полностью. Необходимо знать удельную теплоемкость молока, чтобы продолжить решение задачи.

Совет: В задаче требуется определить количество теплоты, которое было затрачено при заполнении чайника водой и конечную температуру чая после смешивания с кипятком и молоком. Чтобы понять и решить задачу легче, важно хорошо понимать понятия удельной теплоемкости и закона сохранения теплоты. Не забывайте применять соответствующие формулы и подставлять правильные значения. Кроме того, обратите внимание на важные детали в задаче, такие как удельная теплоемкость различных материалов и начальные температуры. Если какая-то информация отсутствует, это может затруднить решение задачи. В таких случаях всегда уточняйте нужную информацию у преподавателя или в учебнике.

Дополнительное упражнение: Почему в расчетах для второй задачи используется только удельная теплоемкость фарфора и не используется удельная теплоемкость молока? Подобная ситуация возникает в реальной жизни?