Question

В железный котёл массой 10кг налита воды массой 20кг.Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С

Answer 1

Решение:

При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котел, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен.

Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С - 10 °С = 90 °С.

Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми.

Ведь их массы и удельные теплоемкости различны.

Количество теплоты,полученное котлом,равно: Q1=c1m1(t2-t1)

Q1=460Дж/кг*градусы  *  10 кг  *  90 градусов=414000Дж=414кДж

Количество теплоты, полученное водой, равно: Q2 = c2m2(t2 -t1)

Q2=4200Дж/кг*градусы  *  20кг  *90 градусов=7560000Дж=7560Кдж

Общее количество теплоты:Q=Q1+Q2

Q=414кДж+7560кДж=7974кДж

Answer 2

Для вычисления количества теплоты, необходимой для изменения температуры воды и котла, мы можем использовать следующую формулу:

Q = c * m * ΔT

где Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость вещества (для воды c=4,186 Дж/г°C, для железа c=0,449 Дж/г°C), m - масса вещества, ΔT - изменение температуры.

Первым шагом нужно вычислить количество теплоты, необходимое для изменения температуры воды:

Q_water = c_water * m_water * ΔT_water Q_water = 4,186 * 20 * (100-10) Q_water = 7,963,200 Дж

Затем мы вычисляем количество теплоты, необходимое для изменения температуры железного котла:

Q_iron = c_iron * m_iron * ΔT_iron Q_iron = 0,449 * 10 * (100-10) Q_iron = 4,041 Дж

Наконец, суммируя количество теплоты, необходимое для изменения температуры воды и котла, мы получаем общее количество теплоты, которое нужно передать котлу с водой:

Q_total = Q_water + Q_iron Q_total = 7,963,200 + 4,041 Q_total = 7,967,241 Дж

Таким образом, для изменения температуры железного котла массой 10 кг и воды массой 20 кг от 10 до 100 °C, необходимо передать котлу с водой 7,967,241 Дж теплоты.