Question

На скільки градусів можна нагріти залiзне тiло масою 20 кг., якщо передати йому всю енергію яка необхідна для нагрівання 1 кг води взятій при температурі 40 °С до кипіння?​

Answer 1

Ответ: на 27,4°С

Объяснение:

Тепло, которое необходимо для нагрева воды массой 1кг от 40 до 100°С находим по формуле:

Q=cm(t2-t1)=4200*1*(100-40)=4200*1*60=252000Дж

Температуру, на которое можно нагреть железное тела, если передать тепло 252000Дж находим по формуле:

Δt=Q/(cm)=252000/(460*20)=27,4°С

Answer 2

Для розрахунку температури, на яку можна нагріти залізне тіло, використаємо формулу теплового балансу:

Q1 = Q2

де Q1 - тепло, необхідне для нагрівання води, Q2 - тепло, виділене при охолодженні залізного тіла.

Тепло, необхідне для нагрівання 1 кг води, можна виразити формулою:

Q1 = mcΔt

де m - маса води, c - питома теплоємність води, Δt - зміна температури води.

В даному випадку, маса води - 1 кг, питома теплоємність води - 4190 Дж/(кг∙°С), зміна температури - 100 °C (з 40 °C до кипіння, тобто 100 - 40 = 60 °C):

Q1 = 1 кг * 4190 Дж/(кг∙°С) * 60 °C = 251400 Дж

Отримали, що для нагрівання 1 кг води потрібно 251400 Дж енергії.

Залізне тіло має масу 20 кг, тому тепло, виділене при охолодженні залізного тіла, також можна виразити формулою:

Q2 = mcΔt

де m - маса залізного тіла, c - питома теплоємність заліза, Δt - зміна температури заліза.

Питома теплоємність заліза залежить від його складу, але середнє значення можна взяти приблизно 450 Дж/(кг ∙ °C).

З теплового балансу:

Q2 = Q1 = 251400 Дж

Тому:

mcΔt = Q2

20 кг * 450 Дж/(кг ∙ °C) * Δt = 251400 Дж

Δt = 251400 Дж / (20 кг * 450 Дж/(кг∙°С))

Δt ≈ 27,93 °C

Отже, залізне тіло можна нагріти до приблизно 27,93 °C, якщо передати йому всю енергію, необхідну для нагрівання 1 кг води взятій при температурі 40 °C до кипіння.