Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы вскипятить воду массой 30г, находящуюся в стальном чайнике массой 200г при изначальной температуре 10°С? ​

Для решения данной задачи нам понадобятся формула для расчета количества теплоты и данные о теплоемкости воды и стали.

Формула для расчета количества теплоты выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты (в джоулях),
m - масса вещества (в граммах),
c - теплоемкость вещества (в джоулях на грамм на градус Цельсия),
ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для воды теплоемкость (c) составляет около 4,18 Дж/(г*°C), а для стали примем значение 0,46 Дж/(г*°C).

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды,

где m_воды = 30 г, c_воды = 4,18 Дж/(г*°C), ΔT_воды = T_кипение - T_начальная.

Чтобы узнать ΔT_воды, найдем разницу между температурой кипения и начальной температурой:

T_кипение - T_начальная = ΔT_воды.

Температура кипения воды составляет 100°C, а начальная температура - 10°C:

100°C - 10°C = 90°C.

Теперь можем рассчитать количество теплоты для нагрева воды:

Q_воды = 30 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 90°C.

Выполняем вычисления:

Q_воды = 11322 Дж.

Перейдем к расчету количества теплоты, необходимого для нагрева стального чайника:

Q_стали = m_стали * c_стали * ΔT_стали,

где m_стали = 200 г, c_стали = 0,46 Дж/(г*°C), ΔT_стали = T_кипение - T_начальная.

Рассчитаем разницу температур для стали:

T_кипение - T_начальная = ΔT_стали.

Температура кипения не важна для стали, так как она необходима лишь для кипячения воды. Значит, ΔT_стали равно 0:

ΔT_стали = 0.

А это значит, что количество теплоты для нагрева стального чайника равно нулю:

Q_стали = 200 г * 0,46 Дж/(г*°C) * 0.

Q_стали = 0 Дж.

Итак, для вскипячивания воды массой 30 г, находящейся в стальном чайнике массой 200 г при изначальной температуре 10°C, необходимо 11322 Дж теплоты.
Количество теплоты для нагрева самого чайника из стали равно нулю, так как его температура не изменяется при нагревании воды.