Какова масса алюминиевого чайника, в котором на плите была вскипячена вода объемом 2,5 литра? При этом было сожжено

Чтобы решить эту задачу и найти массу алюминиевого чайника, нужно использовать принцип сохранения энергии. Давайте разобьем решение на несколько шагов.

Шаг 1: Найдем количество тепла, которое передается от горячей плиты к воде для ее вскипячивания. Для этого воспользуемся формулой:

\[Q = mc\Delta T\]

где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

В нашем случае, удельная теплоемкость воды \(c\) составляет около 4,186 Дж/(г*°C) (значение приближенное), а \(\Delta T\) равно разнице между начальной температурой воды и температурой кипения (100 градусов):

\[Q = 2,5 \cdot 10^3 \cdot 4,186 \cdot (100 - 20)\]

Шаг 2: Так как энергия тепла, выделяющаяся при сгорании газа, передается алюминиевому чайнику, используем принцип сохранения энергии:

\[Q_{\text{газ}} = Q_{\text{алюминий}}\]

где \(Q_{\text{газ}}\) - количество тепла, выделяющееся при сгорании газа, \(Q_{\text{алюминий}}\) - количество тепла, поглощаемое алюминиевым чайником.

Шаг 3: Найдем количество тепла, выделяющееся при сгорании 20 граммов природного газа. Для этого воспользуемся удельной теплотой сгорания газа, которая равна приблизительно 50 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм). Для перевода массы в килограммы, разделим ее на 1000:

\[Q_{\text{газ}} = 20 \cdot \frac{50 \cdot 10^6}{1000}\]

Шаг 4: Теперь, имея значение \(Q_{\text{газ}}\), мы можем найти массу алюминиевого чайника \(m_{\text{алюминий}}\), поглощающего это количество тепла. Для этого воспользуемся формулой из шага 2:

\[Q_{\text{газ}} = m_{\text{алюминий}} \cdot c_{\text{алюминий}} \cdot \Delta T_{\text{алюминий}}\]

где \(c_{\text{алюминий}}\) - удельная теплоемкость алюминия (приблизительно 0,897 Дж/(г*°C)), а \(\Delta T_{\text{алюминий}}\) - изменение температуры алюминия, которое мы можем принять за 80 градусов, так как начальная температура не указана:

\[m_{\text{алюминий}} = \frac{Q_{\text{газ}}}{c_{\text{алюминий}} \cdot \Delta T_{\text{алюминий}}}\]

Теперь, вычислим результат:

\[m_{\text{алюминий}} = \frac{20 \cdot \frac{50 \cdot 10^6}{1000}}{0,897 \cdot 80}\]

Давайте посчитаем эту формулу и найдем окончательный ответ.