на сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, если, считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдет на нагревание воды?

Для того чтобы рассчитать, на сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, нужно использовать принцип сохранения энергии, исходя из того, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, будет передана воде.

Шаг 1. Найдем теплоту сгорания угля

Теплота сгорания каменного угля варьируется в зависимости от его состава, но для упрощения возьмем среднее значение теплоту сгорания каменного угля, которая составляет примерно 24 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм). Это означает, что при сгорании 1 кг угля выделяется 24 МДж энергии.

Шаг 2. Рассчитаем количество энергии, выделяющееся при сгорании 30 г угля

30 г угля — это 0,03 кг. Соответственно, энергия, выделяющаяся при сгорании 30 г угля, будет:

Шаг 3. Преобразуем эту энергию в джоули

1 МДж = 1 000 000 джоулей, то есть:

Шаг 4. Найдем, на сколько градусов нагреется вода

Теперь используем формулу для расчета изменения температуры воды:

где:

• $Q$ — количество тепла (720 000 Дж),
• $m$ — масса воды (4 кг),
• $c$ — удельная теплоемкость воды (примерно 4186 Дж/кг·°C),
• $\Delta T$ — изменение температуры.

Перепишем формулу и выразим $\Delta T$:

Подставляем известные значения:

Ответ

При сжигании 30 г каменного угля вся энергия, выделившаяся при сгорании, пойдет на нагревание 4 кг воды, и температура воды повысится примерно на 43 градуса Цельсия.