C2. Какое количество бурого угля необходимо сжечь для достижения кипения 200 г меди, взятой при температуре 85°С?

Filipp

62

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон сохранения тепла. Закон сохранения тепла гласит, что количество тепла, переданного или полученного телом, равно изменению его внутренней энергии.

Первым шагом в решении задачи является нахождение количества тепла, необходимого для нагрева меди до точки кипения. Для этого мы будем использовать формулу:
\[Q = mc\Delta T\],
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

В нашей задаче, масса меди равна 200 г, температура начальная равна 85°С, а температура конечная (точка кипения) равна 100°С (при нормальных условиях). Удельная теплоемкость меди примерно равна 0,39 Дж/(г·°C).

Подставляя значения в формулу, мы получим:
\[Q = 200 \cdot 0,39 \cdot (100 - 85) = 200 \cdot 0,39 \cdot 15 = 1170\] Дж.

Далее, мы используем второй закон термодинамики, который определяет тепловую энергию, выделяющуюся при сжигании угля. Для бурого угля теплота сгорания составляет примерно 30 МДж/кг.

Теперь мы можем найти, сколько массы угля нам нужно сжечь, чтобы получить необходимое количество тепла. Для этого мы используем формулу:
\[Q = mc\],
где \(m\) - масса вещества, \(c\) - теплота сгорания вещества.

Подставляя значения в формулу, мы получаем:
\[1170 = m \cdot 30 \cdot 10^6\],
\[m = \frac{1170}{30 \cdot 10^6} = 0,000039\] кг.

Таким образом, для достижения кипения 200 г меди, нам необходимо сжечь примерно 0,000039 кг бурого угля.