Question

Воду массой 3 кг нагревают (с=4200Дж) на 20 градусов. На какую высоту можно вертикально поднять тело аналогичной массы, затратив туже энергию, что и при нагревании?

Answer 1

Я конечно не уверена, что это правильно, но ...

cmΔt=mgh
h=cmΔt/mg=cΔt/g=4200×20/10=8400

Answer 2

Для определения высоты, на которую можно поднять тело, используя ту же энергию, что и при нагревании воды, мы можем применить закон сохранения энергии. Эта задача предполагает использование потенциальной энергии.

Сначала определим, сколько энергии было затрачено на нагревание воды. Мы знаем массу воды (3 кг), удельную теплоемкость воды (c = 4200 Дж/кг·°C) и изменение температуры (ΔT = 20°C). Используем формулу:

Энергия (Q) = масса (m) × удельная теплоемкость (c) × изменение температуры (ΔT)

Q = 3 кг × 4200 Дж/кг·°C × 20°C = 252000 Дж

Теперь мы знаем, что было затрачено 252000 Дж энергии на нагревание воды.

Затем мы можем использовать эту энергию для поднятия тела на высоту (h) с использованием потенциальной энергии:

Потенциальная энергия (PE) = масса (m) × ускорение свободного падения (g) × высота (h)

Зная, что ускорение свободного падения на Земле составляет приблизительно 9.81 м/с², и масса тела также равна 3 кг, мы можем решить уравнение для h:

252000 Дж = 3 кг × 9.81 м/с² × h

Теперь выразим h:

h = 252000 Дж / (3 кг × 9.81 м/с²) ≈ 8539 м

Таким образом, аналогичное тело можно вертикально поднять на высоту около 8539 метров, затратив ту же энергию, что и при нагревании воды.