برای حل این سوال، از رابطهی انتقال حرارت استفاده میکنیم. رابطهی انتقال حرارت به صورت زیر است:
\[ Q = mc\Delta T \]
که در آن:
- \( Q \) مقدار حرارت (ژول)
- \( m \) جرم (کیلوگرم)
- \( c \) ظرفیت حرارتی ویژه (ژول بر کیلوگرم درجه سلسیوس)
- \( \Delta T \) تغییرات دما (درجه سلسیوس)
اطلاعات داده شده در سوال:
- جرم آب: \(1 \, \text{kg}\)
- دمای اولیه: \(100^\circ\text{C}\)
- ظرفیت حرارتی ویژه آب: \(4.2 \, \text{kJ/kg}^\circ\text{C}\)
- دمای نهایی: \(80^\circ\text{C}\)
ابتدا ظرفیت حرارتی را از کیلوژول به ژول تبدیل میکنیم:
\[ c = 4.2 \times 1000 = 4200 \, \text{J/kg}^\circ\text{C} \]
حال با استفاده از رابطه، مقدار انرژی تلف شده را محاسبه میکنیم:
\[ \Delta T = 100 - 80 = 20 \, \text{C}^\circ \]
\[ Q = (1 \, \text{kg}) \times (4200 \, \text{J/kg}^\circ\text{C}) \times (20 \, \text{C}^\circ) \]
\[ Q = 84,000 \, \text{J} \]
حال این مقدار را به کیلوژول تبدیل میکنیم:
\[ Q = \frac{84,000}{1000} = 84 \, \text{kJ} \]
بنابراین، مقدار انرژی تلف شده \(84 \, \text{kJ}\) است. گزینهی صحیح (4) یعنی 42 کیلوژول میباشد. اشاره به یک خطا در محاسبه اطلاعات یا گزینهها که با محاسبات بدهد.