Дано:
Изначальный объем воды (V₁) = 2.2 л = 0.0022 м³
Исходная температура воды (T₁) = 15°C = 288.15 K
Объем воды после кипячения (V₂) = 2 л = 0.002 м³
Удельная теплоемкость воды (c) = 4186 Дж/(кг·°C)
Плотность воды (ρ) = 1000 кг/м³
Найти:
Количество теплоты, потребовавшееся для получения кипятка
Решение:
Сначала найдем массу воды в чайнике до кипячения:
m₁ = V₁ * ρ = 0.0022 м³ * 1000 кг/м³ = 2.2 кг
Затем найдем массу воды, испарившейся в процессе кипячения:
m_испар = m₁ - V₂ * ρ = 2.2 кг - 0.002 м³ * 1000 кг/м³ = 2.2 кг - 2 кг = 0.2 кг
Теперь используем уравнение теплового баланса для нахождения потребленной теплоты:
q = m_испар * c * ΔT
ΔT - изменение температуры от точки кипения (100°C) до исходной температуры:
ΔT = 100°C - 15°C = 85°C
Подставим значения:
q = 0.2 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 85°C
q ≈ 70612 Дж
Ответ:
Для получения кипятка потребовалось примерно 70612 Дж теплоты.