Номер 3, страница 93 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 24. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Задание 23 - номер 3, страница 93.

Условие.

3. Какое количество теплоты необходимо сообщить 5 л воды при нагревании её от комнатной температуры (20 °С) до кипения (100 °С)?

Решение.

Дано:

$V = 5$ л

$t_1 = 20$ °C

$t_2 = 100$ °C

$c_{воды} = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

$\rho_{воды} = 1000 \frac{кг}{м³}$

Перевод в систему СИ:

$V = 5 \text{ л} = 5 \text{ дм³} = 5 \cdot 10^{-3} \text{ м³}$

Найти:

$\text{Q}$ - ?

Решение:

Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества, определяется по формуле:

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

где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — его масса, а $(t_2 - t_1)$ — разность конечной и начальной температур.

Масса воды неизвестна, но мы можем найти ее, зная объем $\text{V}$ и плотность $\rho$:

$m = \rho \cdot V$

Подставим выражение для массы в формулу для количества теплоты:

$Q = c \cdot \rho \cdot V \cdot (t_2 - t_1)$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в полученную формулу:

$m = 1000 \frac{кг}{м³} \cdot 5 \cdot 10^{-3} м³ = 5 \text{ кг}$

$Q = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 5 \text{ кг} \cdot (100 °C - 20 °C)$

$Q = 4200 \cdot 5 \cdot 80 \text{ Дж}$

$Q = 21000 \cdot 80 \text{ Дж} = 1680000 \text{ Дж}$

Для удобства можно перевести полученное значение в килоджоули (кДж) или мегаджоули (МДж):

$1680000 \text{ Дж} = 1680 \text{ кДж} = 1,68 \text{ МДж}$

Ответ: необходимо сообщить 1680 кДж (или 1,68 МДж) теплоты.