Железный чайник массой 1кг содержит 3 литра кипятка. Через 15мин вода в чайник остыла до 70 градусов,...

Для решения этой задачи необходимо определить количество теплоты, которое было передано окружающей среде при остывании воды и чайника.

Дано:

• Масса железного чайника, ( m_1 = 1 ) кг.
• Масса воды, ( m_2 = 3 ) кг (так как плотность воды примерно равна 1 кг/л).
• Начальная температура воды и чайника, ( T_{\text{нач}} = 100 ) °C.
• Конечная температура воды и чайника, ( T_{\text{кон}} = 70 ) °C.
• Удельная теплоёмкость железа, ( c_1 = 460 ) Дж/(кг·°C).
• Удельная теплоёмкость воды, ( c_2 = 4200 ) Дж/(кг·°C).

Количество теплоты, переданное окружающей среде, можно рассчитать по формуле для изменения количества теплоты:

[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T, ]

где:

• ( m ) — масса вещества,
• ( c ) — удельная теплоёмкость вещества,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

Сначала рассчитаем количество теплоты, потерянное водой:

[ Q_{\text{вода}} = m_2 \cdot c2 \cdot (T{\text{нач}} - T_{\text{кон}}) = 3 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (100 \, \text{°C} - 70 \, \text{°C}) ]

[ Q_{\text{вода}} = 3 \cdot 4200 \cdot 30 = 378000 \, \text{Дж}. ]

Теперь рассчитаем количество теплоты, потерянное чайником:

[ Q_{\text{чайник}} = m_1 \cdot c1 \cdot (T{\text{нач}} - T_{\text{кон}}) = 1 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (100 \, \text{°C} - 70 \, \text{°C}) ]

[ Q_{\text{чайник}} = 1 \cdot 460 \cdot 30 = 13800 \, \text{Дж}. ]

Общее количество теплоты, переданное окружающей среде:

[ Q{\text{общ}} = Q{\text{вода}} + Q_{\text{чайник}} = 378000 \, \text{Дж} + 13800 \, \text{Дж} = 391800 \, \text{Дж}. ]

Таким образом, количество теплоты, переданное окружающей среде, составляет 391800 Дж (или 391,8 кДж).

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение теплового баланса:

Q = mcΔT

где Q - количество теплоты, переданное окружающей среде, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/(кг*град)), ΔT - изменение температуры.

Для начала найдем массу воды в чайнике:

1 л воды = 1 кг воды 3 л воды = 3 кг воды

ΔT = 100 - 70 = 30 град

Q = 3 4186 30 = 376740 Дж = 376.74 кДж

Таким образом, количество теплоты, переданное окружающей среде, составляет 376.74 кДж.

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться уравнением теплопередачи: Q = mcΔT,

где Q - количество теплоты, переданное окружающей среде, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Из условия задачи известно, что масса воды в чайнике равна 3 кг (3 литра), удельная теплоемкость воды c = 4186 Дж/(кг*градус), температура остывания воды до 70 градусов.

Посчитаем изменение температуры: ΔT = Tнач - Tкон = 100 - 70 = 30 градусов.

Теперь можем найти количество теплоты, переданное окружающей среде: Q = 3 кг 4186 Дж/(кгградус) * 30 градусов = 376740 Дж.

Таким образом, количество теплоты, переданное окружающей среде, составляет 376740 Дж.