Дано:
- Масса воды, ( m_1 = 1.5 ) кг, ( m_2 = 7.5 ) кг
- Изменение температуры, ( \Delta T = 10 ) ºC
- Количество теплоты, необходимое для нагревания 1.5 кг воды на 10ºС, ( Q_1 = 63 ) кДж
Найти:
- Количество теплоты, необходимое для нагревания 7.5 кг воды на 10ºС, ( Q_2 )
Решение:
Для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева вещества, используется формула:
[ Q = mc\Delta T, ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты,
- ( m ) — масса вещества,
- ( c ) — удельная теплоемкость вещества,
- ( \Delta T ) — изменение температуры.
Из условия задачи известно, что для нагревания 1.5 кг воды на 10ºС требуется 63 кДж:
[ Q_1 = m_1 c \Delta T. ]
Подставим известные значения:
[ 63 \, \text{кДж} = 1.5 \, \text{кг} \cdot c \cdot 10 \, \text{ºC}. ]
Из этого уравнения можно найти удельную теплоемкость воды:
[ c = \frac{63 \, \text{кДж}}{1.5 \, \text{кг} \cdot 10 \, \text{ºC}} = \frac{63 \, \text{кДж}}{15 \, \text{кгºC}} = 4.2 \, \text{кДж/(кгºC)}. ]
Теперь используем эту удельную теплоемкость для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания 7.5 кг воды на 10ºС:
[ Q_2 = m_2 c \Delta T. ]
Подставим значения:
[ Q_2 = 7.5 \, \text{кг} \cdot 4.2 \, \text{кДж/(кгºC)} \cdot 10 \, \text{ºC}. ]
Вычислим:
[ Q_2 = 7.5 \cdot 4.2 \cdot 10 = 315 \, \text{кДж}. ]
Ответ: Для нагревания 7.5 кг воды на 10ºС потребуется 315 кДж теплоты.