Какова стала температура воды в сосуде объёмом 5 л, если из него было отдано окружающей среде 1050 кДж тепла, при условии, что начальная температура воды составляла 100°С, а удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг•°С) и плотность воды - 1000 кг/м³?

Физика 8 класс Теплопередача и теплоемкость температура воды теплоемкость воды теплообмен физика 8 класс задача по физике Энергия удельная теплоёмкость плотность воды Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для расчета изменения температуры воды, которая основана на передаче тепла. Начнем с того, что мы знаем:

• Объем воды (V) = 5 л = 0.005 м³
• Начальная температура воды (T1) = 100°С
• Удельная теплоёмкость воды (c) = 4200 Дж/(кг•°С)
• Плотность воды (ρ) = 1000 кг/м³
• Количество отданного тепла (Q) = 1050 кДж = 1050000 Дж

Сначала найдем массу воды (m), используя плотность и объем:

1. Формула для расчета массы: m = ρ * V
2. Подставляем значения: m = 1000 кг/м³ * 0.005 м³ = 5 кг

Теперь мы можем использовать формулу для расчета изменения температуры:

Q = m * c * (T2 - T1),

где:

• Q - количество отданного тепла (в Джоулях),
• m - масса воды (в кг),
• c - удельная теплоёмкость (в Дж/(кг•°С)),
• T1 - начальная температура (в °С),
• T2 - конечная температура (в °С).

Перепишем формулу для нахождения конечной температуры T2:

T2 = T1 + Q / (m * c)

Теперь подставим известные значения:

1. T2 = 100°С + 1050000 Дж / (5 кг * 4200 Дж/(кг•°С))
2. T2 = 100°С + 1050000 / 21000
3. T2 = 100°С + 50

Таким образом, конечная температура воды в сосуде составит:

T2 = 150°С.

Однако, это значение превышает 100°С, что указывает на то, что вода уже начала переходить в пар, и фактически, если вся вода была в состоянии жидкости, то максимальная температура воды не может превышать 100°С. Это означает, что при отдании такого количества тепла, вода начнет кипеть, и температура останется на уровне 100°С, пока не произойдет полное испарение.

Таким образом, окончательный ответ: температура воды в сосуде остается 100°С, так как при данной ситуации происходит кипение воды.