Сколько теплоты поглотили вода и бочка, когда двадцатилитровая железная бочка массой 8 кг, заполненная водой, нагрелась

Суть вопроса: Теплота и тепловые переходы

Разъяснение: Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знание о теплоте и тепловых переходах. Теплота - это форма энергии, которая передается между телами, различающимися по температуре.

У нас есть информация о массе бочки и изменении ее температуры. Для решения задачи, мы используем уравнение:

Q = mcΔT,

где Q - теплота, m - масса тела, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для железной бочки удельная теплоемкость примерно равна 450 Дж/кг*К, а у воды - 4186 Дж/кг*К.

Масса бочки равна 8 кг, а изменение температуры равно 10,0°C.

Подставим значения в формулу:

Q = (8 кг) * (450 Дж/кг*К) * (10,0°C)
Q = 36000 Дж.

Таким образом, бочка и вода поглотили 36000 Дж теплоты.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию теплоты и тепловых переходов, полезно изучить первый закон термодинамики и закон сохранения энергии. Изучение удельной теплоемкости различных веществ также поможет лучше понять, почему некоторые материалы поглощают больше теплоты, чем другие.

Практика: Какая теплота передается, когда 200 г воды остывает на 50°C? Известно, что удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж/кг*°C.

Тема: Теплоемкость вещества

Пояснение: Теплота, которую поглощает вещество при изменении его температуры, определяется его теплоемкостью. Формула для вычисления теплоты, поглощенной веществом, выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT,

где Q - поглощенная теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для решения данной задачи, нам необходимо знать массу бочки и удельную теплоемкость воды. Дано, что масса бочки составляет 8 кг, а объем - 20 литров, что равно 20 кг. Так как объем воды известен, то массу воды можно рассчитать как 20 кг минус массу бочки, что дает нам 12 кг.

Удельная теплоемкость воды составляет приблизительно 4.186 Дж/(г°C), что означает, что каждый грамм воды требует 4.186 Дж энергии для повышения температуры на 1 градус Цельсия.

Теперь мы можем рассчитать поглощенную теплоту, заменив все значения в соответствующей формуле:

Q = m * c * ΔT = 12 кг * 4.186 Дж/(г°C) * 10,0°C = 502,32 Дж.

Таким образом, вода и бочка поглотили 502,32 Дж теплоты при нагревании на 10,0°C под воздействием солнца.

Совет: Для лучшего понимания данного материала, рекомендуется изучить понятия массы, объема, температуры и удельной теплоемкости, а также освоить навыки применения формулы для вычисления поглощенной теплоты.

Задача для проверки: Какую теплоту поглотит стальной стержень массой 2,5 кг, если его температура повысится на 50°C? Удельная теплоемкость стали равна 0,46 Дж/(г°C).