Какой объем воды, взятой при 10 градусах, можно нагреть до 60 градусов Цельсия, сжигая 30 граммов спирта? Учтите

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать формулу, которая связывает количество теплоты Q, выделяемой при горении спирта, с массой вещества m и изменением его температуры ΔT. Формула имеет вид:

\[Q = c \cdot m \cdot ΔT\]

Где Q - количество теплоты (энергия, выделяемая при горении), m - масса вещества (спирта), ΔT - изменение температуры и c - удельная теплоемкость воды.

В данной задаче нам известна масса спирта (m = 30 г), изменение температуры (ΔT = 60 - 10 = 50 градусов Цельсия), а также надо найти количество теплоты (Q).

Теперь найдем удельную теплоемкость воды (c). Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/(г·°C). Это означает, что для нагревания одного грамма воды на один градус Цельсия требуется 4,18 Дж энергии.

Теперь, вставив все значения в формулу, мы можем рассчитать количество выделяемой энергии (теплоты) при горении спирта:

\[Q = c \cdot m \cdot ΔT\]

\[Q = 4,18 \frac{Дж}{г · °C} \cdot 30 г \cdot 50 °C\]

Рассчитываем:

\[Q = 6270 Дж\]

Таким образом, при сжигании 30 граммов спирта можно выделить 6270 Дж энергии, которая будет использована для нагрева воды.

Теперь давайте рассчитаем объем воды, который можно нагреть с помощью этой энергии. Для этого нам понадобится узнать удельную теплоемкость воды (c), которую мы уже нашли (4,18 Дж/(г · °C)).

Формула для расчета количества теплоты (Q), выделенной при нагреве воды, связывает ее с массой m воды и изменением ее температуры ΔT:

\[Q = c \cdot m \cdot ΔT\]

Значение количества теплоты Q у нас уже известно (6270 Дж), а изменение температуры ΔT - это разница между начальной (10 градусов Цельсия) и конечной (60 градусов Цельсия) температурами нагреваемой воды.

Мы должны найти массу воды (m), для которой будет выделено такое количество энергии.

Теперь вставим все в формулу:

\[6270 Дж = 4,18 \frac{Дж}{г · °C} \cdot m \cdot (60 градусов Цельсия - 10 градусов Цельсия)\]

Рассчитываем:

\[6270 Дж = 4,18 \frac{Дж}{г · °C} \cdot m \cdot 50 градусов Цельсия\]

Давайте найдем m:

\[m = \frac{6270 Дж}{4,18 \frac{Дж}{г · °C} \cdot 50 градусов Цельсия}\]

\[m = \frac{6270 Дж}{209 градусов Цельсия}\]

Вычисляем:

\[m \approx 30 г\]

Таким образом, чтобы нагреть 30 граммов воды с 10 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия, нам понадобится 30 граммов спирта.