Вопрос школьника
Какую массу дров необходимо сжечь, чтобы выделившегося количества теплоты хватило на нагревание кастрюли с водой (см. задачу 150)? Тепловыми потерями пренебречь
Ответ от учителя
Для решения этой задачи необходимо знать, сколько теплоты необходимо для нагревания кастрюли с водой до заданной температуры. Это можно вычислить по формуле:
Q = m * c * ΔT
где Q — количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли с водой, m — масса воды в кастрюле, c — удельная теплоемкость воды, ΔT — изменение температуры воды.
Для примера возьмем задачу 150, где нужно нагреть 2 литра воды с 20°C до 100°C. Удельная теплоемкость воды приблизительно равна 4,18 Дж/(г*°C). Тогда:
m = 2000 г (2 литра)
ΔT = 100°C — 20°C = 80°C
c = 4,18 Дж/(г*°C)
Q = 2000 г * 4,18 Дж/(г*°C) * 80°C = 668 800 Дж
Теперь нужно вычислить, сколько массы дров необходимо сжечь, чтобы выделившегося количества теплоты хватило на нагревание кастрюли с водой. Для этого нужно знать теплоту сгорания дров. Предположим, что теплота сгорания дров равна 16 МДж/кг (это значение может варьироваться в зависимости от вида древесины). Тогда:
Q = m_др * Q_сг
где m_др — масса дров, Q_сг — теплота сгорания дров.
m_др = Q / Q_сг = 668 800 Дж / 16 МДж/кг = 0,04205 кг = 42,05 г
Таким образом, для нагревания 2 литров воды с 20°C до 100°C необходимо сжечь примерно 42 г дров.
