В стальной котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой, чтобы довести воду до кипения? Начальная температура котла с водой равна 10 °C.

Для решения этой задачи нам потребуется знание удельной теплоёмкости стали и воды. Удельная теплоёмкость стали ( \(c_{стали}\) ) приблизительно равна 500 Дж/(кг·°C), а удельная теплоёмкость воды ( \(c_{воды}\) ) приблизительно равна 4200 Дж/(кг·°C). Сначала определим, какое количество теплоты необходимо для нагрева стального котла до температуры кипения воды (100°C). $$Q_{стали} = m_{стали} \cdot c_{стали} \cdot (T_{конечная} - T_{начальная})$$ Подставим значения: $$Q_{стали} = 5 \cdot 500 \cdot (100 - 10) = 5 \cdot 500 \cdot 90 = 225000 \text{ Дж} = 225 \text{ кДж}$$ Теперь определим, какое количество теплоты необходимо для нагрева воды до температуры кипения. $$Q_{воды} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot (T_{конечная} - T_{начальная})$$ Подставим значения: $$Q_{воды} = 10 \cdot 4200 \cdot (100 - 10) = 10 \cdot 4200 \cdot 90 = 3780000 \text{ Дж} = 3780 \text{ кДж}$$ Сложим количество теплоты, необходимое для нагрева стали и воды, чтобы получить общее количество теплоты. $$Q_{общее} = Q_{стали} + Q_{воды} = 225 \text{ кДж} + 3780 \text{ кДж} = 4005 \text{ кДж}$$ Ответ: 4005 кДж