Вопрос школьника
Чему равна масса воды, которую можно нагреть от 25 до 85 °С, передавая ей всю энергию, выделившуюся при полном сгорании 2,1 кг антрацита?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Энергия, выделившаяся при сгорании антрацита, должна быть равна энергии, которую поглотит вода при нагреве от 25 до 85 °С.
Энергия, выделившаяся при сгорании антрацита, может быть вычислена по формуле:
Q = m * C * ΔT
где Q — количество выделившейся теплоты, m — масса антрацита, C — удельная теплоемкость антрацита, ΔT — изменение температуры при сгорании.
Удельная теплоемкость антрацита составляет около 0,24 кДж/кг*°С. Изменение температуры при сгорании равно разности температур окружающей среды и температуры горения, то есть 85 — 25 = 60 °С.
Таким образом, количество выделившейся теплоты при сгорании 2,1 кг антрацита равно:
Q = 2,1 * 0,24 * 60 = 30,24 кДж
Для нагрева воды от 25 до 85 °С необходимо затратить определенное количество теплоты, которое можно вычислить по формуле:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для нагрева воды, m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры.
Удельная теплоемкость воды составляет около 4,18 кДж/кг*°С. Изменение температуры равно 85 — 25 = 60 °С.
Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева массы воды m, равно:
Q = m * 4,18 * 60 = 250,8 * m кДж
Сравнивая два полученных значения Q, можно вычислить массу воды, которую можно нагреть от 25 до 85 °С при помощи энергии, выделившейся при сгорании 2,1 кг антрацита:
30,24 кДж = 250,8 * m
m = 30,24 / 250,8 = 0,12 кг
Таким образом, масса воды, которую можно нагреть от 25 до 85 °С, используя всю энергию, выделившуюся при полном сгорании 2,1 кг антрацита, равна 0,12 кг.
