Вопрос школьника
Для нагревания воды в баке нужно затратить 4,2 -107 Дж энергии. Сколько для этой цели нужно сжечь: а) древесного угля, б) природного газа, в) керосина?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо знать теплоту сгорания каждого из перечисленных видов топлива.
— Древесный уголь: теплота сгорания 29,3 МДж/кг
— Природный газ: теплота сгорания 55,5 МДж/м³
— Керосин: теплота сгорания 43,1 МДж/кг
Для расчета количества топлива, необходимого для нагревания воды в баке, можно воспользоваться формулой:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для нагревания воды в баке (4,2 * 10^7 Дж), m — масса воды в баке, c — удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/(г*°C)), ΔT — изменение температуры воды (предполагаем, что вода изначально имеет температуру 20°C, а для нагрева до кипения нужно повысить температуру на 80°C).
Тогда:
m = Q / (c * ΔT) = 4,2 * 10^7 / (4,18 * 1000 * 80) ≈ 126 г
Теперь можно рассчитать, сколько топлива необходимо для сжигания этой массы вещества:
— Древесный уголь: 126 г / 1000 г/кг * 29,3 МДж/кг ≈ 3,7 МДж
— Природный газ: 126 г / 1000 г/кг * 55,5 МДж/м³ * 1 м³/35,3 г ≈ 2,0 МДж
— Керосин: 126 г / 43,1 МДж/кг ≈ 2,9 МДж
Таким образом, для нагревания воды в баке необходимо сжечь примерно 3,7 МДж древесного угля, 2,0 МДж природного газа или 2,9 МДж керосина.
