а) Сколько теплоты будет выделено при сгорании 100 г керосина в медной кастрюле, если КПД нагревателя составляет 40%?

  • 1
а) Сколько теплоты будет выделено при сгорании 100 г керосина в медной кастрюле, если КПД нагревателя составляет 40%?
б) Какое количество теплоты получит вода в результате нагрева от 20 градусов до кипения?
в) Какова масса кастрюли, в которой происходит нагрев?
Якобин
44
а) Для решения этой задачи, нам понадобится знать количество теплоты, выделяемой при сгорании керосина, и КПД нагревателя.

Количество теплоты, выделяемое при сгорании керосина можно найти с помощью энергетической характеристики, которая измеряется в джоулях на грамм. Для керосина эта характеристика составляет примерно 43,1 дж/г.

Теперь, чтобы найти общее количество теплоты, выделяемое при сгорании 100 г керосина, мы можем использовать формулу:

Количество теплоты = масса вещества × энергетическая характеристика

Таким образом:

Количество теплоты = 100 г × 43,1 дж/г = 4310 дж

Однако, нагреватель имеет КПД в 40%, что означает, что только 40% полученной теплоты будет использоваться для нагрева. Поэтому, теплота, выделенная в медной кастрюле, будет:

Теплота в кастрюле = Количество теплоты × КПД = 4310 дж × 0,4 = 1724 дж

Ответ: При сгорании 100 г керосина в медной кастрюле будет выделено 1724 дж теплоты.

б) Для решения этой задачи, мы должны найти количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 20 градусов до кипения.

Количество теплоты, необходимое для нагрева вещества можно найти с помощью формулы:

Количество теплоты = масса вещества × удельная теплоемкость × изменение температуры

Для воды, удельная теплоемкость равна около 4,18 Дж/г·°C.

Теперь, посчитаем количество теплоты:

Количество теплоты = 20 г × 4,18 Дж/г·°C × (100 °C - 20 °C) = 20 г × 4,18 Дж/г·°C × 80 °C = 6688 Дж

Ответ: В результате нагрева от 20 градусов до кипения, вода получит в сумме 6688 Дж теплоты.

в) Чтобы определить массу кастрюли, нам нужно знать её удельную теплоемкость и изменение температуры.

Если мы предположим, что удельная теплоемкость меди составляет 0,39 Дж/г·°C, и известно, что теплота внутри кастрюли вырабатывается только путём нагрева воды, то мы можем использовать формулу:

Количество теплоты = масса кастрюли × удельная теплоемкость × изменение температуры

Мы уже знаем количество теплоты: 6688 Дж.

Поскольку изменение температуры не указано, предположим, что вода нагревается до кипения, а значит, изменение температуры составляет 80 °C.

Теперь, давайте найдём массу кастрюли:

6688 Дж = масса кастрюли × 0,39 Дж/г·°C × 80 °C

масса кастрюли = 6688 Дж / (0,39 Дж/г·°C × 80 °C)

масса кастрюли ≈ 216 г

Ответ: Масса кастрюли, в которой происходит нагрев, составляет примерно 216 г.