Номер 4.13, страница 19 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 4. Удельная теплоемкость. Уравнение теплового баланса - номер 4.13, страница 19.

Условие.

4.13. На что расходуется больше энергии: на нагревание воды или алюминиевого чайника, если их массы одинаковы?

Решение.

Решение

Количество теплоты (энергии) $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела, вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot \Delta T$
где $\text{c}$ – удельная теплоёмкость вещества, $\text{m}$ – масса тела, а $\Delta T$ – изменение его температуры.

В данной задаче мы сравниваем количество энергии, необходимое для нагревания воды ($Q_{воды}$) и алюминиевого чайника ($Q_{алюминия}$).

По условию задачи, массы воды и чайника одинаковы: $m_{воды} = m_{алюминия} = m$.

Поскольку вода находится в чайнике, будем считать, что они нагреваются от одной и той же начальной температуры до одной и той же конечной температуры. Следовательно, изменение температуры $\Delta T$ для воды и для чайника также одинаково.

Таким образом, количество теплоты для каждого из тел будет зависеть только от удельной теплоёмкости соответствующего вещества:
$Q_{воды} = c_{воды} \cdot m \cdot \Delta T$
$Q_{алюминия} = c_{алюминия} \cdot m \cdot \Delta T$

Чтобы выяснить, на что расходуется больше энергии, необходимо сравнить удельные теплоёмкости воды и алюминия. Из справочных таблиц известно:
- Удельная теплоёмкость воды: $c_{воды} \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$
- Удельная теплоёмкость алюминия: $c_{алюминия} \approx 920 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Сравнивая эти значения, мы видим, что удельная теплоёмкость воды значительно больше, чем удельная теплоёмкость алюминия:
$c_{воды} > c_{алюминия}$

Так как массы и изменение температуры одинаковы, то большее количество энергии потребуется для нагревания того вещества, у которого удельная теплоёмкость больше. Следовательно, $Q_{воды} > Q_{алюминия}$.

Ответ: Больше энергии расходуется на нагревание воды.