Яким об ємом води можна нагріти від 40 до 62 градусів, використовуючи енергію, здобуту зі спалювання 4 кг бензину?

Для решения данной задачи, нам понадобится знать удельную теплоту сгорания бензина и специфическую теплоемкость воды. Начнем с рассмотрения первого параметра.

Удельная теплота сгорания бензина (Q) - это количество теплоты, высвобождающейся при полном сгорании 1 кг бензина. Возьмем значение 43 МДж/кг (мегаджоулей на килограмм), что является средним значением для бензина.

Когда 4 кг бензина сгорает, будет высвобождаться теплота в размере:

Q = 43 МДж/кг * 4 кг = 172 МДж

Теперь обратимся к специфической теплоемкости воды (c), которая составляет 4,18 кДж/(кг*°C) (килоджоулей на килограмм на градус Цельсия). Это количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг воды на 1 градус Цельсия.

Так как мы хотим нагреть воду на 22 градуса (от 40 до 62), то нам понадобится:

Q_вода = m * c * ΔT

где m - масса воды (которая нам и нужна), c - специфическая теплоемкость воды и ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что масса воды равна V * плотность, где V - объем воды. Однако, нам нужно найти массу воды, а не объем, чтобы сделать подстановку в формулу для теплоты воды.

Используем следующее соотношение плотности воды: 1 кг = 1 л (литр). Таким образом, масса воды является эквивалентом ее объема. Поэтому, масса воды равна запрашиваемому объему воды.

Теперь можем рассчитать массу воды и используем эти данные в формуле для теплоты воды:

m = V_воды = Q_вода / (c * ΔT)

где Q_вода - количество теплоты, необходимое для нагрева воды, c - специфическая теплоемкость воды и ΔT - изменение температуры.

Подставляем известные значения:

m = 172 МДж / (4,18 кДж/(кг*°C) * 22 °C)

Выполняем расчет:

m = (172 * 10^6 Дж) / (4,18 * 10^3 Дж/(кг*°C) * 22 °C)

m = 2,39 * 10^3 кг (килограмм)

Таким образом, чтобы нагреть воду от 40 до 62 градусов Цельсия при использовании энергии, высвобождаемой при сгорании 4 кг бензина, не учитывая потери энергии, необходимо использовать 2,39 тонны (или 2 390 кг) воды.