Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 °C.

Чтобы «вскипятить» воду в чайнике, нужно нагреть и воду, и сам алюминиевый чайник от начальной температуры до температуры кипения. Считаем, что вода доводится до 100 °C, но не испаряется (то есть скрытую теплоту парообразования не учитываем).

Дано

• Масса чайника (алюминий): $m_{\text{Al}} = 700\,\text{г} = 0{,}7\,\text{кг}$

• Масса воды: $m_{\text{в}} = 2\,\text{кг}$

• Начальная температура: $t_1 = 20^\circ\text{C}$

• Температура кипения: $t_2 = 100^\circ\text{C}$

• Изменение температуры: $\Delta t = t_2 - t_1 = 100 - 20 = 80^\circ\text{C}$

• Удельная теплоёмкость воды: $c_{\text{в}} \approx 4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$

• Удельная теплоёмкость алюминия: $c_{\text{Al}} \approx 900\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}$

1) Теплота для нагревания воды

2) Теплота для нагревания алюминиевого чайника

3) Общая теплота

Ответ

То есть потребуется примерно $7{,}2 \cdot 10^5$ Дж теплоты (около 722 кДж).