Сколько дров нужно сжечь, чтобы вскипятить воду в бронзовом котле массой 0,3 кг, в котором находится 20 литров воды
Сколько дров нужно сжечь, чтобы вскипятить воду в бронзовом котле массой 0,3 кг, в котором находится 20 литров воды при температуре 23℃? Удельная теплота сгорания сухих сосновых дров составляет 10,2 МДж/кг. Пожалуйста, округлите ответ до целых чисел. Пожалуйста, предоставьте полное решение с данными.
Магический_Лабиринт 7
Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета теплового эффекта:\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где:
Q - тепловой эффект (в Дж),
m - масса вещества (в кг),
c - удельная теплоёмкость вещества (в Дж / (кг*°C)),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в °C).
Начнем с расчета массы воды в котле:
1 литр воды массой приблизительно равен 1 кг. Поэтому 20 литров воды будет иметь массу 20 кг.
Теперь вычислим изменение температуры. Так как вода должна вскипятить, то мы можем предположить, что температура воды достигнет 100°C. Таким образом, изменение температуры будет:
\(\Delta T = 100°C - 23°C = 77°C\).
Теперь мы можем использовать формулу для расчета теплового эффекта:
\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\).
Масса воды m = 20 кг и удельная теплоёмкость воды c = 4,18 кДж / (кг·°C) (это значение примерное для воды).
\(Q = 20 \cdot 4,18 \cdot 77 = 6413,6 Дж\).
Теперь мы можем перевести тепловой эффект из Дж в МДж, разделив его на 1 000 000:
\(Q = 6413,6 Дж = 0,0064136 МДж\).
Теперь можем найти, сколько килограммов дров нужно сжечь, используя удельную теплоту сгорания сухих сосновых дров:
\(m_{\text{дров}} = \frac{Q}{\text{удельная теплота сгорания сухих сосновых дров}}\).
\(m_{\text{дров}} = \frac{0,0064136 МДж}{10,2 МДж/кг}\).
\(m_{\text{дров}} \approx 0,00062842 \text{ кг}\).
Округлим полученное значение до целого числа:
\(m_{\text{дров окр}} \approx 0 \text{ кг}\).
Итак, чтобы вскипятить воду в бронзовом котле массой 0,3 кг, в котором находится 20 литров воды при температуре 23°C, необходимо сжечь около 0 кг дров.