1119. Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л, начальная температура которой была равна 10 °С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

Дано:

• V = 0,5 л = 0,0005 м³
• T₁ = 10 °C
• T₂ = 100 °C

Найти: Q

Решение:

Для решения этой задачи необходимо воспользоваться формулой:

$$Q = c \cdot m \cdot (T_2 - T_1),$$

где:

• Q - количество теплоты, необходимое для нагревания воды, Дж;
• c - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·°C);
• m - масса воды, кг;
• T₂ - конечная температура воды (температура кипения), °C;
• T₁ - начальная температура воды, °C.

1) Найдем массу воды, которая выкипела из чайника:

$$m = \rho \cdot V,$$

где:

• $$\rho$$ - плотность воды, кг/м³;
• V - объем воды, м³.

Плотность воды ($$\rho$$) = 1000 кг/м³.

Тогда:

$$m = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м³}} \cdot 0,0005 \text{ м³} = 0,5 \text{ кг}$$

2) Рассчитаем количество теплоты, которое оказалось излишне затраченным:

$$Q = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,5 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 10 \text{ °C}) = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,5 \text{ кг} \cdot 90 \text{ °C} = 189000 \text{ Дж} = 189 \text{ кДж}$$

Ответ: 189 кДж