Определите массу стали, которую можно нагреть на 20 °С, передав ей количество теплоты, равное 1500 Дж.

Для решения задачи необходимо воспользоваться основными понятиями и формулами, связанными с тепловыми процессами.

Теплоёмкость вещества
Каждое вещество обладает определённой способностью накапливать тепло при его нагреве, которая характеризуется удельной теплоёмкостью. Удельная теплоёмкость вещества показывает, какое количество теплоты необходимо передать одному килограмму вещества, чтобы его температура изменилась на 1 °С (или на 1 К). Удельная теплоёмкость обозначается буквой $ c $ и измеряется в джоулях на килограмм на градус ($ \text{Дж/(кг·°С)} $).

Формула количества теплоты
Количество теплоты, переданное или полученное веществом, можно рассчитать по формуле:
$$ Q = cm\Delta t, $$
где:
− $ Q $ — количество теплоты (в джоулях, $\text{Дж}$);
− $ c $ — удельная теплоёмкость вещества (в $\text{Дж/(кг·°С)}$);
− $ m $ — масса вещества (в килограммах, $\text{кг}$);
− $ \Delta t $ — изменение температуры ($ \text{°С} $).

Разъяснение переменных
1. $ Q $ — это энергия, которая передаётся веществу для нагрева. В нашем случае передаётся 1500 Дж.
2. $ c $ — удельная теплоёмкость стали. Для стали $ c $ приблизительно равно $ 460 \, \text{Дж/(кг·°С)} $. Это значение может немного варьироваться в зависимости от состава стали, но для решения задачи можно использовать эту величину.
3. $ m $ — масса стали, которую требуется определить.
4. $ \Delta t $ — изменение температуры. В задаче указано, что температура стали увеличивается на $ 20 \, \text{°С} $.

Преобразование формулы
Чтобы найти массу $ m $, необходимо выразить её из формулы количества теплоты. Для этого делим обе части уравнения $ Q = cm\Delta t $ на $ c\Delta t $:
$$ m = \frac{Q}{c\Delta t}. $$

Дальнейшие шаги
1. Подставьте значения $ Q $, $ c $, и $ \Delta t $ в формулу для расчёта массы.
2. Выполните вычисления. Убедитесь, что значение массы будет в правильных единицах ($\text{кг}$).

Ещё немного теории
− Если вещество получает тепло, то $ Q > 0 $. Если вещество отдаёт тепло, то $ Q < 0 $.
− В задачах, связанных с тепловыми процессами, важно учитывать, что изменение температуры $ \Delta t $ всегда рассчитывается как разность между конечной температурой и начальной температурой:
$$ \Delta t = t_{\text{конечная}} - t_{\text{начальная}}. $$

Задача требует найти массу стали, поэтому все другие величины должны быть известны или заданы в условии.