Номер 4.19, страница 19 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 4. Удельная теплоемкость. Уравнение теплового баланса - номер 4.19, страница 19.

Условие.

4.19. До какой температуры можно нагреть воду массой 500 г, сообщив ей количество теплоты 84 кДж? Начальная температура воды $20 °C$.

Решение.

Дано:

Масса воды, $m = 500$ г

Количество теплоты, $Q = 84$ кДж

Начальная температура, $t_1 = 20$ °C

Удельная теплоемкость воды, $c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ (табличное значение)

Перевод в систему СИ:

$m = 500 \text{ г} = 0.5 \text{ кг}$

$Q = 84 \text{ кДж} = 84000 \text{ Дж}$

Найти:

Конечную температуру воды, $t_2$.

Решение:

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

где $\text{Q}$ — количество теплоты, $\text{c}$ — удельная теплоемкость, $\text{m}$ — масса тела, $t_1$ — начальная температура и $t_2$ — конечная температура.

Чтобы найти конечную температуру $t_2$, сначала выразим из формулы изменение температуры $\Delta t = (t_2 - t_1)$:

$\Delta t = \frac{Q}{c \cdot m}$

Подставим значения в системе СИ:

$\Delta t = \frac{84000 \text{ Дж}}{4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.5 \text{ кг}} = \frac{84000}{2100} \text{ °C} = 40 \text{ °C}$

Изменение температуры составило 40 °C. Теперь можно найти конечную температуру, прибавив это изменение к начальной:

$t_2 = t_1 + \Delta t$

$t_2 = 20 \text{ °C} + 40 \text{ °C} = 60 \text{ °C}$

Ответ: воду можно нагреть до 60 °C.