Вопрос школьника
На сколько градусов нагреется железный утюг массой 3 кг, если при включении в электрическую сеть он получил количество теплоты 138 кДж?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать, что количество теплоты, полученное телом, прямо пропорционально его массе и изменению температуры. Также необходимо знать, что утюг работает от электрической сети с напряжением 220 В и мощностью 2200 Вт.
Для начала найдем время, за которое утюг получил количество теплоты 138 кДж:
Q = Pt, где Q — количество теплоты, P — мощность, t — время.
138 кДж = 2200 Вт * t
t = 138 кДж / 2200 Вт = 0,063 с
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для нагрева утюга на 1 градус:
Q = mcΔT, где m — масса, c — удельная теплоемкость, ΔT — изменение температуры.
Удельная теплоемкость железа составляет 0,45 Дж/(град*г), поэтому:
Q = 3 кг * 0,45 Дж/(град*г) * 1 град = 1,35 кДж
Теперь можно найти изменение температуры утюга:
ΔT = Q / mc = 138 кДж / (3 кг * 0,45 Дж/(град*г)) = 1020 град
Таким образом, утюг нагреется на 1020 градусов. Однако, следует учитывать, что такая температура является критической и может привести к повреждению утюга. Обычно утюги нагреваются до температуры от 100 до 200 градусов в зависимости от типа ткани.
