Яка кількість тепла необхідна для розташування 40 літрів води з температурою 50°С, при умові, що температура

Для решения данной задачи, нам понадобится учитывать теплообмен между водой и окружающей средой. Для расчета количества тепла необходимо воспользоваться формулой:

\(Q = mc\Delta T\)

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

Давайте посчитаем пошагово.

1. Определим массу воды. Дано, что у нас 40 литров воды. Прибегнем конверсии литров в килограммы. Масса воды равна ее объему, умноженному на плотность. Плотность воды приближенно равна 1 г/см³, то есть 1000 кг/м³.

Таким образом, масса воды будет равна:

\(m = V \cdot \rho\)

\(m = 40 \cdot 1000 = 40000\) кг.

2. Теперь определим изменение температуры. У нас начальная температура воды 50 °С, а окружающей среды -30 °С. Мы находим разность температур, вычитая температуру окружающей среды из начальной температуры:

\(\Delta T = T_{\text{начальная}} - T_{\text{окружающей среды}}\)

\(\Delta T = 50 - (-30) = 80\) °С.

3. Осталось определить удельную теплоемкость воды. Для воды она составляет около 4.186 Дж/(г°C) или 4186 Дж/(кг°C).

Теперь можем подставить все значения в формулу:

\(Q = mc\Delta T\)

\(Q = 40000 \cdot 4186 \cdot 80\)

Выполнив рассчеты, мы получаем:

\(Q \approx 1.3376 \times 10^9\) Дж.

Итак, для размещения 40 литров воды с температурой 50 °С в условиях окружающей среды с температурой -30 °С, потребуется примерно 1.3376 миллиарда джоулей тепла.