Вода имеет замечательное свойство. Дабы её вскипятить либо просто нагреть, надобно затратить некоторое количество энергии. В нашем конкретном случае, чтобы сию энергию получить, удобно сжечь определённую массу газа, который, как известно, отлично горит на воздухе. Так как же определить, сколько именно газа нужно сжечь с сией похвальной целью-например, вскипятить себе чаёк? ответ на этот несложный вопрос кроется в интереснейших параметрах газа и воды; дело в том, что для нагрева определённого количества вещества на определённое количество градусов требуется определённое же количество энергии; к примеру, для нагрева 1 килограмма воды на 1 градус Цельсия требуется 4200 Джоулей энергии. То же касается газа; определённое его количество при сжигании выделяет определённое количество энергии, а точнее-около 50000000 Джоулей энергии на 1 килограмм сгоревшего газа. А теперь, внимание: нам нужно нагреть два (2) килограмма воды на 60 (80 минус 20 начальных) градусов по Цельсию. Значит, нам потребуется 60 градусов × 2 килограмма × 4200 Джоулей на килограмм, чтобы нагреть на 1 градус по Цельсию = 504000 Джоулей. Один (1) килограмм газа нам даёт 50000000 Джоулей. Соответственно, требуется 504000/50000000 килограммов газа. Подсчитать нетрудно. А думать-так и вовсе прекрасно, легко и главное-чрезвычайно полезно для умственного здоровья.
Начальная температура:
°C.
Масса: m = 100 г = 0,1 кг.
Температура кристаллизации воды:
°C.
Конечная температура:
°C.
Найти общее количество затраченной энергии: Q - ?
Решение:1. Общая теплота состоит из теплоты охлаждения воды, теплота кристаллизации воды и теплоты охлаждения льда, то есть получим следующую формулу:
2. Теплота охлаждения воды:
где
Дж/(кг × °С) - удельная теплоёмкость воды.
3. Теплота кристаллизации воды:
где
Дж/кг - удельная теплота кристаллизации воды.
4. Теплота остывания льда:
где
Дж/(кг × °С) - удельная теплоёмкость льда.
5. Объединяем полученные формулы:
Численно получим:
(Дж).
ответ: 42450 Дж.