Скільки гарячої води за температури 80°С потрібно, щоб нагріти 100 г холодної води від 8°С до 20°С? Яку корекцію

Тема занятия: Тепловые расчеты

Инструкция: Для решения этой задачи необходимо использовать формулу, которая связывает количество переданного тепла с тепловой емкостью и изменением температуры.

Сначала найдем количество тепла, необходимое для нагрева 100 г холодной воды от 8°С до 20°С. Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = m * c * ΔT

где Q1 - количество тепла, m - масса вещества (100 г), c - теплоемкость вещества (для воды это примерно 4,18 Дж/г°С), ΔT - изменение температуры (20°С - 8°С = 12°С).

Q1 = 100 г * 4,18 Дж/г°С * 12°С = 5016 Дж

Теперь учтем теплоемкость калориметра, в котором находится холодная вода. Для этого найдем количество тепла, необходимое для нагрева самого калориметра от начальной температуры 8°С до конечной 20°С:

Q2 = C * ΔT

где Q2 - количество тепла, C - теплоемкость калориметра (50 Дж/°С), ΔT - изменение температуры (20°С - 8°С = 12°С).

Q2 = 50 Дж/°С * 12°С = 600 Дж

Итак, суммарное количество тепла, которое необходимо, равно Q1 + Q2:

Q = Q1 + Q2 = 5016 Дж + 600 Дж = 5616 Дж

Итак, для нагрева 100 г холодной воды от 8°С до 20°С при условии, что калориметр также нагревается, необходимо 5616 Дж тепла.

Совет: Для лучшего понимания тепловых расчетов рекомендуется изучить понятия теплоемкости и изменения температуры, а также формулу, связывающую количество тепла с массой, теплоемкостью и изменением температуры.

Дополнительное упражнение: Сколько горячей воды при температуре 100°С необходимо добавить к 200 г холодной воды при температуре 20°С, чтобы получить смесь с температурой 50°С? (Учесть теплоемкость калориметра, равную 100 Дж/°С)