Дано:
- масса воды m1 = 4 кг
- удельная теплоемкость воды c1 = 4200 Дж/(кг·°C)
- масса котелка m2 = 1 кг
- удельная теплоемкость котелка c2 = 500 Дж/(кг·°C)
- начальная температура воды и котелка t1 = 20 °C
- конечная температура (температура кипения) t2 = 100 °C
- вся энергия от костра идет на нагревание воды и котелка.
Найти: количество дров, которое потребуется для нагрева воды и котелка.
Решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, которое нужно для нагрева воды:
Q1 = m1 * c1 * (t2 - t1)
Q1 = 4 * 4200 * (100 - 20)
Q1 = 4 * 4200 * 80
Q1 = 1344000 Дж
2. Рассчитаем количество теплоты, которое нужно для нагрева котелка:
Q2 = m2 * c2 * (t2 - t1)
Q2 = 1 * 500 * (100 - 20)
Q2 = 1 * 500 * 80
Q2 = 40000 Дж
3. Общая теплота, необходимая для нагрева воды и котелка:
Qобщ = Q1 + Q2
Qобщ = 1344000 + 40000
Qобщ = 1384000 Дж
4. Для определения массы дров, которые потребуются для нагрева, нужно знать, сколько энергии выделяет 1 кг дров при сгорании. Обычно принято, что 1 кг дров выделяет около 1800 кДж.
Масса дров, необходимых для выделения требуемого количества энергии:
mдров = Qобщ / 1800 кДж
mдров = 1384000 / 1800000
mдров ≈ 0,77 кг
Ответ: для нагрева воды и котелка потребуется примерно 0,77 кг дров.