На сколько градусов можно нагреть 7 кг воды при сжигании 50 г каменного угля, считая, что вся теплота полученная при сгорании угля, пойдет на нагревание воды?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать несколько физических понятий и формул.

Во-первых, мы должны знать удельную теплоту сгорания каменного угля. Удельная теплота сгорания - это количество теплоты, выделяемое при полном сгорании единицы массы топлива. Для каменного угля это значение может варьироваться, но для расчетов мы можем взять среднее значение около 24 МДж/кг (или 24000 кДж/кг).

Во-вторых, нам нужно знать удельную теплоемкость воды, то есть количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг воды на 1 градус Цельсия. Для воды это значение составляет примерно 4.18 кДж/(кг·°C).

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, выделяемое при сгорании 50 г каменного угля:

$Q_{угля} = м_{угля} \times удельная\ теплота\ сгорания = 0.05\ кг \times 24000\ кДж/кг = 1200\ кДж$

Эта энергия будет использована для нагревания 7 кг воды. Поэтому изменение температуры воды ($\Delta T$) можно найти из уравнения:

$Q = м_{воды} \times с_{воды} \times \Delta T$

где $Q$ - количество теплоты, $м_{воды}$ - масса воды, $с_{воды}$ - удельная теплоемкость воды, а $\Delta T$ - изменение температуры.

Подставим известные значения:

$1200\ кДж = 7\ кг \times 4.18\ кДж/(кг·°C) \times \Delta T$

Теперь мы можем решить это уравнение относительно $\Delta T$:

$\Delta T = \frac{1200\ кДж}{7\ кг \times 4.18\ кДж/(кг·°C)}$

Выполним расчеты.

Изменение температуры воды составит приблизительно 41.01 градуса Цельсия. Это означает, что при сгорании 50 г каменного угля и передаче всей полученной теплоты в 7 кг воды, температура воды повысится на 41.01 градуса Цельсия. ​​