Какое количество сухих дров необходимо сжечь, чтобы нагреть 12 килограммов воды с 27°С до точки кипения, с учетом

Джек

62

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать формулу для вычисления количества теплоты, необходимого для нагрева вещества. Формула имеет следующий вид:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]

Где:
Q - количество теплоты, выражаемое в джоулях (Дж)
m - масса вещества, выражаемая в килограммах (кг)
c - удельная теплоемкость вещества, выражаемая в Дж/(кг·°C)
\(\Delta T\) - изменение температуры, выражаемое в градусах Цельсия (°C)

Дано:
m = 12 кг (масса воды)
\(\Delta T\) = \(100°C - 27°C = 73°C\) (разница между температурой кипения и исходной температурой)

Удельная теплоемкость воды составляет приблизительно 4.18 Дж/(г·°C). Чтобы выразить удельную теплоемкость в килограммах, нужно разделить значение на 1000:

\[c = \frac{{4.18}}{{1000}} = 0.00418 \, \text{Дж/(кг·°C)}\]

Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу и решить задачу:

\[Q = 12 \, \text{кг} \times 0.00418 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 73°C\]

\[Q = 365.832 \, \text{Дж}\]

Таким образом, нам понадобится 365.832 Дж теплоты для нагрева 12 кг воды с 27°C до точки кипения.

Чтобы вычислить количество сухих дров, необходимых для выделения такого количества теплоты, нам необходимо знать теплотворную способность дров. Будем считать, что теплотворность равна, например, 16 МДж/кг.

Теплотворная способность дров равно количеству теплоты, выделяемому при полном сгорании 1 кг дров. Таким образом, количество дров (в килограммах), необходимых для выделения 365.832 Дж теплоты, можно вычислить следующим образом:

\[\frac{{365.832 \, \text{Дж}}}{{16 \, \text{МДж/кг}}} = 0.02289 \, \text{кг}\]

Значит, нам необходимо сжечь примерно 0.02289 кг сухих дров, чтобы нагреть 12 кг воды с 27°C до точки кипения, с учетом отсутствия потерь энергии.

Пожалуйста, обратите внимание, что в реальных условиях могут существовать потери энергии во время нагрева вещества, и величина потерь может быть различной в зависимости от условий. Также формула удельной теплоемкости вещества может быть применима только для определенных веществ, в данном случае воды.