Какова масса трехлитровой алюминиевой кастрюли, если для нагревания полного объема воды, налитой до краев и начиная

Суть вопроса: Тепловое расширение вещества

Пояснение:
Для решения этой задачи нам понадобится знание о тепловом расширении вещества. Когда вещество нагревается, оно расширяется и занимает больший объем. Это связано с изменением его плотности. В данной задаче мы имеем кастрюлю из алюминия, который имеет коэффициент линейного расширения, равный 0,000022/градус.

Для решения задачи мы можем воспользоваться формулой:

ΔV = V₀ * α * ΔT,

где ΔV - изменение объема, V₀ - исходный объем, α - коэффициент линейного расширения, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что исходный объем V₀ равен 3 литрам, а изменение температуры ΔT можно найти, вычтя исходную температуру 20 градусов из конечной температуры (которую нам не дано).

Тепловая емкость воды, С, выражается формулой:

Q = m * С * ΔT,

где Q - переданная теплота, m - масса вещества, С - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что Q равна 1044,8 кДж. Найдя ΔT, можно найти массу m, используя формулу:

m = Q / (С * ΔT).

Дополнительный материал:

Мы знаем, что переданная теплота Q равна 1044,8 кДж. Найдем массу трехлитровой алюминиевой кастрюли, используя формулу m = Q / (С * ΔT).

Предположим, что удельная теплоемкость воды С равна 4,18 кДж/(кг*градус). Тогда, ΔT = Q / (С * m). Подставив известные значения, получаем:

ΔT = 1044,8 кДж / (4,18 кДж/(кг*градус) * m).

Пусть ΔT = 70 градусов, так как мы начали с температуры 20 градусов и достигли 90 градусов.

Теперь мы можем решить уравнение относительно m:

70 = 1044,8 / (4,18 * m).

Деля обе стороны уравнения на 4,18 и преобразуя его, получаем:

m = 1044,8 / (4,18 * 70) ≈ 4 кг.

Таким образом, масса трехлитровой алюминиевой кастрюли составляет около 4 кг.

Совет:

При решении задач по тепловому расширению и другим физическим явлениям, важно помнить соответствующие формулы и их применение. Также полезно иметь представление о характеристиках материалов, таких как коэффициент линейного расширения или удельная теплоемкость. Регулярное изучение и практика помогут вам лучше понять и увереннее применять эти концепции.

Проверочное упражнение:

Как изменится масса алюминиевой кастрюли, если вместо воды мы используем 3 литра масла и передаем ей 1250 кДж теплоты? Удельная теплоемкость масла равна 2,2 кДж/(кг*градус), а температура повышается на 80 градусов. Ответ представьте в килограммах и округлите до двух десятичных знаков.