Определите количество теплоты которое потребуется для нагревания 15литров воды в железном котле массой 4,5 кг от температуры 15градусов до температуры100градусов».

Для решения этой задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды в железном котле. Мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты:

$Q = mc\Delta T$

где:

• $Q$ — количество теплоты (в джоулях),
• $m$ — масса вещества (в килограммах),
• $c$ — удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия),
• $\Delta T$ — изменение температуры (в градусах Цельсия).

Шаг 1: Определим данные

1. Для воды:

   • Объем воды = 15 литров
   • Плотность воды ≈ 1 кг/л, следовательно, масса воды $m_{вода} = 15 \, \text{кг}$.
   • Удельная теплоемкость воды $c_{вода} = 4184 \, \text{Дж/(кг·°C)}$.

2. Для железного котла:

   • Масса котла $m_{котел} = 4.5 \, \text{кг}$.
   • Удельная теплоемкость железа $c_{железо} = 450 \, \text{Дж/(кг·°C)}$.

3. Температуры:

   • Начальная температура $T_{нач} = 15 \, °C$.
   • Конечная температура $T_{кон} = 100 \, °C$.
   • Изменение температуры $\Delta T = T_{кон} - T_{нач} = 100 - 15 = 85 \, °C$.

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты для нагревания воды

Используя формулу для воды:

$Q_{вода} = m_{вода} \cdot c_{вода} \cdot \Delta T$

Подставляем значения:

Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты для нагревания котла

Используя формулу для котла:

$Q_{котел} = m_{котел} \cdot c_{железо} \cdot \Delta T$

Подставляем значения:

Шаг 4: Суммируем количество теплоты

Общее количество теплоты, необходимое для нагревания как воды, так и котла:

Шаг 5: Подсчеты

Теперь можем провести вычисления:

1. Рассчитаем $Q_{вода}$:

   $$Q_{вода} = 15 \cdot 4184 \cdot 85 = 5,314,800 \, \text{Дж}$$

2. Рассчитаем $Q_{котел}$:

   $$Q_{котел} = 4.5 \cdot 450 \cdot 85 = 170,625 \, \text{Дж}$$

3. Суммируем:

   $$Q_{общий} = 5,314,800 + 170,625 = 5,485,425 \, \text{Дж}$$

Ответ

Итак, для нагревания 15 литров воды в железном котле массой 4,5 кг от 15 градусов до 100 градусов потребуется приблизительно 5,485,425 джоулей теплоты.