Ответ:

Для розв'язання цієї задачі знадобиться використати формулу для роботи проти сили тяжіння:

W = mgh,

де W - робота (в жоулях), m - маса гирі (в кілограмах), g - прискорення вільного падіння (9,81 м/с²), h - висота підняття гирі (в метрах).

Зібремо всі відомі нам дані:

m = 0,5 кг

g = 9,81 м/с²

V = 240 мл = 0,24 л = 0,24 кг (густина води дорівнює 1000 кг/м³)

Теплота, яку виділяє склянка води при охолодженні від 100°С до 20°С, може бути обчислена за формулою:

Q = mcΔT,

де Q - тепло (в жоулях), m - маса речовини (в кілограмах), c - специфічна теплоємність (води становить 4,18 Дж/г·°C), ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

Знаходимо зміну температури:

ΔT = 100°С - 20°С = 80°С

Знаходимо тепло, яке виділяє склянка води:

Q = mcΔT = 0,24 кг * 4,18 Дж/г·°C * 80°С = 75,94 кДж (кілоджоулів)

Тепер можна обчислити висоту, на яку можна підняти гирю за рахунок цього тепла:

W = Q = mgh

h = Q/mg = 75,94 кДж / (0.5 кг * 9,81 м/с²) = 1540 метрів (заокруглено до одного знаку після коми)

Отже, за рахунок тепла, що виділяється при охолодженні склянки з водою від 100°С до 20°С, можна підняти гирю масою 0,5 кг на висоту близько 1540 метрів. Зважте на те, що це тільки теоретичний результат, результат на практиці може бути іншим через різні фактори.