Сколько тепловой энергии требуется для повышения температуры 2 кг воды в алюминиевом чайнике массой 500 г с 20°C

Предмет вопроса: Тепловая энергия и изменение температуры

Пояснение: Чтобы решить данную задачу, нужно использовать формулу для расчета количества тепловой энергии, необходимой для изменения температуры вещества. Формула имеет вид: Q = mcΔT, где Q - количество тепловой энергии (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для данной задачи:
- Масса воды (m) = 2 кг
- Масса алюминиевого чайника (m) = 500 г = 0.5 кг
- Исходная температура (T1) = 20°C
- Температура кипения (T2) = 100°C (для воды)

Сначала рассчитаем количество тепловой энергии, необходимое для нагрева воды от исходной температуры до точки кипения:

Q1 = mcΔT
Q1 = (2 кг)(4186 Дж/кг°C)(100°C - 20°C)
Q1 = 2 кг * 4186 Дж/кг°C * 80°C
Q1 = 669,760 Дж

Затем рассчитаем количество тепловой энергии, необходимое для нагрева чайника от исходной температуры до точки кипения:

Q2 = mcΔT
Q2 = (0.5 кг)(900 Дж/кг°C)(100°C - 20°C)
Q2 = 0.5 кг * 900 Дж/кг°C * 80°C
Q2 = 36,000 Дж

Итого, общее количество тепловой энергии будет:

Q = Q1 + Q2
Q = 669,760 Дж + 36,000 Дж
Q = 705,760 Дж

Таким образом, для повышения температуры 2 кг воды в алюминиевом чайнике массой 500 г с 20°C до точки кипения потребуется 705,760 Дж тепловой энергии.

Совет: Для более глубокого понимания тепловой энергии и изменения температуры, рекомендуется изучить удельную теплоемкость различных веществ, так как она может различаться.

Дополнительное упражнение: Сколько тепловой энергии требуется для нагрева 1 кг свинца с 25°C до его плавления при температуре 327°C?