Какова масса природного газа, который был сжжен, чтобы нагреть 1.1 литра воды с 20 до точки кипения? Предполагается

Sonechka

54

Чтобы решить данную задачу, мы будем использовать сначала формулу для вычисления теплового эффекта сжигания газа, а затем формулу для вычисления количества тепла, необходимого для нагрева воды.

1. Вычисление теплового эффекта сжигания газа:
Массу природного газа, сжженного для нагрева воды, можно вычислить по формуле:
\(Q_{\text{газа}} = C \times \Delta T\),
где \(Q_{\text{газа}}\) - количество тепла, высвобожденное при сжигании газа (энергетический эффект),
\(C\) - удельная теплоемкость газа (известная величина),
\(\Delta T\) - изменение температуры воды от начальной до конечной (в данном случае от 20 до точки кипения).

2. Вычисление количества тепла, необходимого для нагрева воды:
Тепловое энергия, необходимая для нагрева определенного количества вещества, вычисляется по формуле:
\(Q_{\text{воды}} = m \times c \times \Delta T\),
где \(Q_{\text{воды}}\) - количество тепла, необходимое для нагрева воды,
\(m\) - масса воды,
\(c\) - удельная теплоемкость воды (известная величина),
\(\Delta T\) - изменение температуры воды (в данном случае от 20 до точки кипения).

Теперь давайте выполним вычисления:

1. Вычисление теплового эффекта сжигания газа:
Для начала, необходимо знать значение удельной теплоемкости газа. Давайте предположим, что удельная теплоемкость природного газа равна \(C = 50\, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C}\) (это значение предположительное, вы можете использовать реальное значение, если оно доступно).

Теперь, найдем изменение температуры газа:
\(\Delta T = 100 - 20 = 80\, \text{°C}\).

Теперь можем рассчитать количество тепла, высвобожденного при сжигании газа:
\(Q_{\text{газа}} = 50 \times 80 = 4000\, \text{кДж}\).

2. Вычисление количества тепла, необходимого для нагрева воды:
Теперь у нас есть количество тепла, высвобожденного при сжигании газа (\(Q_{\text{газа}} = 4000\, \text{кДж}\)). Для вычисления массы воды (\(m\)), необходимо знать значение удельной теплоемкости воды. Удельная теплоемкость воды равна \(c = 4.18\, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C}\).

Для определения изменения температуры воды (\(\Delta T\)), мы уже знаем, что вода нагревается от 20 до точки кипения, что равняется 80°C или 80 К.

Теперь мы можем решить уравнение для нахождения массы воды (\(m\)):
\(4000\, \text{кДж} = m \times 4.18\, \text{кДж/кг} \cdot 80\, \text{°C}\).

Решая это уравнение, мы получим:
\(m = \dfrac{4000\, \text{кДж}}{4.18\, \text{кДж/кг} \cdot 80\, \text{°C}}\)
\(m \approx 11.005\, \text{кг}\).

Итак, масса природного газа, сжженного для нагрева 1.1 литра воды с 20 до точки кипения, составляет примерно 11.005 кг.