1. Сколько теплоты потребуется, чтобы нагреть 100 граммов воды с 14 градусов Цельсия до кипения и превратить 20% ее в пар? Предполагается отсутствие потерь энергии.
2. Сколько природного газа было использовано в горелке с КПД 50%, чтобы нагреть 2 литра воды из 14 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия и превратить 20 граммов воды в пар?
2. Сколько природного газа было использовано в горелке с КПД 50%, чтобы нагреть 2 литра воды из 14 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия и превратить 20 граммов воды в пар?
Raduzhnyy_List
Задача 1:
Для решения данной задачи нам понадобится воспользоваться формулой для расчета теплоты \(Q\):
\[Q = mc\Delta T + mL,\]
где:
- \(Q\) - теплота,
- \(m\) - масса вещества,
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества,
- \(\Delta T\) - изменение температуры,
- \(L\) - теплота парообразования.
Для воды удельная теплоемкость \(c = 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C}\) и теплота парообразования \(L = 2260 \, \text{кДж/кг}\).
Теперь мы можем приступить к решению задачи.
1. Расчет нагрева воды до кипения:
Масса воды \(m = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}\).
Изменение температуры \(\Delta T = 100 \, \text{°C} - 14 \, \text{°C} = 86 \, \text{°C}\).
Теплота нагрева до кипения будет:
\[Q_1 = mc\Delta T = 0.1 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \times 86 \, \text{°C}.\]
2. Расчет парообразования:
Масса пара будет 20% от общей массы воды:
\[m_{\text{пара}} = 0.2 \times 0.1 \, \text{кг}.\]
Теплота парообразования:
\[Q_2 = mL = 0.2 \times 0.1 \, \text{кг} \times 2260 \, \text{кДж/кг}.\]
3. Суммируем полученные значения:
\[Q = Q_1 + Q_2.\]
Теперь можем произвести вычисления:
\[Q_1 = 0.1 \times 4186 \times 86 = 35956 \, \text{Дж}.\]
\[Q_2 = 0.2 \times 0.1 \times 2260 = 45.2 \, \text{кДж}.\]
\[Q = 35956 + 45.2 = 35999.2 \, \text{Дж}.\]
Ответ: Для нагрева 100 граммов воды с 14 градусов Цельсия до кипения и превращения 20% ее в пар потребуется 35999.2 Дж.
Задача 2:
Для решения данной задачи мы будем использовать формулу:
\[Q = mc\Delta T,\]
где:
- \(Q\) - теплота,
- \(m\) - масса вещества,
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества,
- \(\Delta T\) - изменение температуры.
В данной задаче вопрос о количестве природного газа, а не о теплоте парообразования, поэтому нам не понадобится учитывать теплоту парообразования.
Теперь мы можем приступить к решению задачи.
1. Расчет нагрева воды:
Масса воды \(m = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг}\).
Изменение температуры \(\Delta T = 100 \, \text{°C} - 14 \, \text{°C} = 86 \, \text{°C}\).
Теплота нагрева будет:
\[Q_1 = mc\Delta T = 2 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \times 86 \, \text{°C}.\]
2. Расчет парообразования:
Масса пара будет 20 граммов:
\[m_{\text{пара}} = 20 \, \text{г} = 0.02 \, \text{кг}.\]
Теплота парообразования будет равна нулю, так как в задаче не указано, что мы должны превратить часть воды в пар при заданной температуре.
3. Расчет энергии, использованной для нагрева воды:
\[Q = Q_1.\]
Теперь можем произвести вычисления:
\[Q_1 = 2 \times 4186 \times 86 = 722392 \, \text{Дж}.\]
\[Q = 722392 \, \text{Дж}.\]
Ответ: Чтобы нагреть 2 литра воды из 14 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия и не превратить часть воды в пар, было использовано 722392 Дж природного газа.
Для решения данной задачи нам понадобится воспользоваться формулой для расчета теплоты \(Q\):
\[Q = mc\Delta T + mL,\]
где:
- \(Q\) - теплота,
- \(m\) - масса вещества,
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества,
- \(\Delta T\) - изменение температуры,
- \(L\) - теплота парообразования.
Для воды удельная теплоемкость \(c = 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C}\) и теплота парообразования \(L = 2260 \, \text{кДж/кг}\).
Теперь мы можем приступить к решению задачи.
1. Расчет нагрева воды до кипения:
Масса воды \(m = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг}\).
Изменение температуры \(\Delta T = 100 \, \text{°C} - 14 \, \text{°C} = 86 \, \text{°C}\).
Теплота нагрева до кипения будет:
\[Q_1 = mc\Delta T = 0.1 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \times 86 \, \text{°C}.\]
2. Расчет парообразования:
Масса пара будет 20% от общей массы воды:
\[m_{\text{пара}} = 0.2 \times 0.1 \, \text{кг}.\]
Теплота парообразования:
\[Q_2 = mL = 0.2 \times 0.1 \, \text{кг} \times 2260 \, \text{кДж/кг}.\]
3. Суммируем полученные значения:
\[Q = Q_1 + Q_2.\]
Теперь можем произвести вычисления:
\[Q_1 = 0.1 \times 4186 \times 86 = 35956 \, \text{Дж}.\]
\[Q_2 = 0.2 \times 0.1 \times 2260 = 45.2 \, \text{кДж}.\]
\[Q = 35956 + 45.2 = 35999.2 \, \text{Дж}.\]
Ответ: Для нагрева 100 граммов воды с 14 градусов Цельсия до кипения и превращения 20% ее в пар потребуется 35999.2 Дж.
Задача 2:
Для решения данной задачи мы будем использовать формулу:
\[Q = mc\Delta T,\]
где:
- \(Q\) - теплота,
- \(m\) - масса вещества,
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества,
- \(\Delta T\) - изменение температуры.
В данной задаче вопрос о количестве природного газа, а не о теплоте парообразования, поэтому нам не понадобится учитывать теплоту парообразования.
Теперь мы можем приступить к решению задачи.
1. Расчет нагрева воды:
Масса воды \(m = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг}\).
Изменение температуры \(\Delta T = 100 \, \text{°C} - 14 \, \text{°C} = 86 \, \text{°C}\).
Теплота нагрева будет:
\[Q_1 = mc\Delta T = 2 \, \text{кг} \times 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C} \times 86 \, \text{°C}.\]
2. Расчет парообразования:
Масса пара будет 20 граммов:
\[m_{\text{пара}} = 20 \, \text{г} = 0.02 \, \text{кг}.\]
Теплота парообразования будет равна нулю, так как в задаче не указано, что мы должны превратить часть воды в пар при заданной температуре.
3. Расчет энергии, использованной для нагрева воды:
\[Q = Q_1.\]
Теперь можем произвести вычисления:
\[Q_1 = 2 \times 4186 \times 86 = 722392 \, \text{Дж}.\]
\[Q = 722392 \, \text{Дж}.\]
Ответ: Чтобы нагреть 2 литра воды из 14 градусов Цельсия до 100 градусов Цельсия и не превратить часть воды в пар, было использовано 722392 Дж природного газа.
Знаешь ответ?