Для решения этой задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое получила вода при нагревании. Мы будем использовать формулу для вычисления количества теплоты:
[ Q = c \cdot m \cdot \Delta t, ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты,
- ( c ) — удельная теплоёмкость вещества,
- ( m ) — масса вещества,
- ( \Delta t ) — изменение температуры.
Для воды удельная теплоемкость ( c ) составляет примерно ( 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ).
Дано:
- Масса воды ( m_{\text{воды}} = 0.15 \, \text{кг} ),
- Начальная температура воды ( t_1 = 20 \, \text{°C} ),
- Конечная температура воды и цилиндра ( t = 78 \, \text{°C} ).
Изменение температуры воды:
[ \Delta t_{\text{воды}} = t - t_1 = 78 \, \text{°C} - 20 \, \text{°C} = 58 \, \text{°C}. ]
Количество теплоты, полученное водой:
[ Q{\text{воды}} = c{\text{воды}} \cdot m{\text{воды}} \cdot \Delta t{\text{воды}}. ]
Подставим значения в формулу:
[ Q_{\text{воды}} = 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 0.15 \, \text{кг} \cdot 58 \, \text{°C}. ]
Рассчитаем:
[ Q_{\text{воды}} = 4.18 \times 0.15 \times 58 = 36.414 \, \text{кДж}. ]
Таким образом, вода получила 36.414 кДж теплоты при нагревании.