Номер 2, страница 26 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть до кипения воду объемом $V = 1,0 \text{ л}$ и температурой $t = 15 \text{ }^\circ\text{C}$? Температуру кипения воды примите равной $t_\text{К} = 100 \text{ }^\circ\text{C}$.

Дано:

$V = 1,0 \text{ л}$

$t = 15 \text{ °C}$

$t_к = 100 \text{ °C}$

Примем справочные значения для воды:

$\rho = 1000 \text{ кг/м}^3$ (плотность воды)

$c = 4200 \text{ Дж/(кг·°C)}$ (удельная теплоемкость воды)

Переведем объем в систему СИ:

$V = 1,0 \text{ л} = 1,0 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$Q$ - ?

Решение:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела без изменения его агрегатного состояния, вычисляется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot (t_к - t)$

где $c$ — удельная теплоемкость вещества, $m$ — его масса, $t_к$ — конечная температура, $t$ — начальная температура.

Массу воды $m$ найдем через её объем $V$ и плотность $\rho$ по формуле:

$m = \rho \cdot V$

Вычислим массу воды:

$m = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 1,0 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 1,0 \text{ кг}$

Теперь можем рассчитать необходимое количество теплоты, подставив все известные значения в основную формулу:

$Q = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 1,0 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 15 \text{ °C})$

$Q = 4200 \cdot 1,0 \cdot 85 \text{ Дж} = 357000 \text{ Дж}$

Результат можно представить в килоджоулях (кДж), зная, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$Q = \frac{357000}{1000} \text{ кДж} = 357 \text{ кДж}$

Ответ: потребуется $357 \text{ кДж}$ теплоты.