в медной посуде, объемом 4,7 литра, нагрели воду с 20 градусов до кипения, используя 100 граммов керосина. При предполагаемом КПД нагревателя в 40%, ответьте на следующие вопросы: а) Какое количество теплоты выделится при сгорании керосина? б) Какое количество теплоты будет поглощено водой? в) Какова масса медной кастрюли?
Лариса
Хорошо, давайте разберем эту задачу по частям.
а) Чтобы найти количество теплоты, выделенной при сгорании керосина, мы можем использовать формулу:
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, а - изменение температуры. В данном случае масса керосина равна 100 граммам.
Удельная теплоемкость керосина примерно равна 2.2 Дж/г·°C (джоуль на грамм и градус Цельсия). Изменение температуры можно найти, вычитая начальную температуру из конечной температуры. В нашем случае, начальная температура составляет 20°, а конечная — температура кипения воды, равная 100°.
Подставляя значения в формулу, получаем:
Рассчитаем это:
Ответ: При сгорании керосина выделится 17600 Дж теплоты.
б) Чтобы найти количество теплоты, поглощенное водой, мы можем использовать такую же формулу.
Масса воды равна объему медной посуды, то есть 4.7 литра (4700 граммов).
Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/г·°C.
Изменение температуры опять можно найти, вычитая начальную температуру из конечной. В данном случае, начальная температура равна 20°, а конечная - 100°.
Подставляя значения в формулу, получаем:
Рассчитаем это:
Ответ: Вода поглотит 1567520 Дж теплоты.
в) Чтобы найти массу медной кастрюли, мы можем использовать следующую формулу:
где - КПД нагревателя.
Мы уже знаем значение , которое равно 17600 Дж, и , которое равно 1567520 Дж. Также нам дано, что КПД нагревателя равно 40% или 0.4.
Подставляя значения и решая уравнение относительно m, получаем:
Если мы знаем, что удельная теплоемкость меди составляет около 0.39 Дж/г·°C, а изменение температуры , мы можем решить это уравнение:
Найдем массу медной кастрюли, решив это уравнение:
Рассчитаем это:
Ответ: Масса медной кастрюли около 48830.77 граммов (или около 48.83 кг).
Обратите внимание, что полученный ответ отрицательный. Это означает, что медная кастрюля не может быть такой большой, чтобы поглотить всю теплоту, освобождающуюся при сгорании керосина. Возможно, была допущена ошибка при расчетах или даны некорректные значения.
а) Чтобы найти количество теплоты, выделенной при сгорании керосина, мы можем использовать формулу:
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, а
Удельная теплоемкость керосина
Подставляя значения в формулу, получаем:
Рассчитаем это:
Ответ: При сгорании керосина выделится 17600 Дж теплоты.
б) Чтобы найти количество теплоты, поглощенное водой, мы можем использовать такую же формулу.
Масса воды равна объему медной посуды, то есть 4.7 литра (4700 граммов).
Удельная теплоемкость воды
Изменение температуры
Подставляя значения в формулу, получаем:
Рассчитаем это:
Ответ: Вода поглотит 1567520 Дж теплоты.
в) Чтобы найти массу медной кастрюли, мы можем использовать следующую формулу:
где
Мы уже знаем значение
Подставляя значения и решая уравнение относительно m, получаем:
Если мы знаем, что удельная теплоемкость меди
Найдем массу медной кастрюли, решив это уравнение:
Рассчитаем это:
Ответ: Масса медной кастрюли около 48830.77 граммов (или около 48.83 кг).
Обратите внимание, что полученный ответ отрицательный. Это означает, что медная кастрюля не может быть такой большой, чтобы поглотить всю теплоту, освобождающуюся при сгорании керосина. Возможно, была допущена ошибка при расчетах или даны некорректные значения.
Знаешь ответ?