Дано:
объем воды V = 3 л = 0.003 м³ (переведем в СИ)
массa воды m_вода = 3 кг (поскольку плотность воды примерно 1 кг/л)
массa медной кастрюли m_кастрюля = 200 г = 0.2 кг (переведем в СИ)
начальная температура T1 = 20°C
конечная температура T2 = 100°C
удельная теплоемкость воды c_вода = 4200 Дж/(кг·°C)
удельная теплоемкость меди c_кастрюля = 385 Дж/(кг·°C)
Найти:
количество теплоты Q, затраченное на нагрев воды и кастрюли до кипения.
Решение:
Количество теплоты, необходимое для нагрева воды:
Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT_вода,
где ΔT_вода = T2 - T1 = 100°C - 20°C = 80°C.
Подставим значения:
Q_вода = 3 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 80°C
Q_вода = 3 * 4200 * 80
Q_вода = 1008000 Дж
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева медной кастрюли:
Q_кастрюля = m_кастрюля * c_кастрюля * ΔT_кастрюля,
где ΔT_кастрюля = T2 - T1 = 100°C - 20°C = 80°C.
Подставим значения:
Q_кастрюля = 0.2 кг * 385 Дж/(кг·°C) * 80°C
Q_кастрюля = 0.2 * 385 * 80
Q_кастрюля = 6160 Дж
Теперь сложим оба количества теплоты:
Q = Q_вода + Q_кастрюля
Q = 1008000 Дж + 6160 Дж
Q = 1014160 Дж
Ответ:
количество теплоты, затраченное на нагрев, равно 1014160 Дж.