Сколько энергии необходимо выделять при сжигании а) деревянного угля; б) природного газа; в) керосина, чтобы нагреть

Chernysh

12

Для решения данной задачи, нам необходимо знать количество выделяющейся энергии при сжигании каждого вида топлива.

а) Для деревянного угля, энергетическая ценность обычно указывается в калориях на грамм или в килокалориях на килограмм. Для простоты расчёта, предположим, что энергетическая ценность деревянного угля составляет 7000 килокалорий на килограмм. Таким образом, чтобы нагреть воду на 42000 килокалорий, мы должны сжечь определённое количество деревянного угля. Рассчитаем это количество.

Для начала переведём энергию в деревянном угле из килокалорий в джоули, так как в задаче энергия указана в джоулях. В 1 калории содержится около 4.1868 джоулей.

\[42000\, \text{килокалорий} \times 4186.8\, \text{джоулей} = 175657600\, \text{джоулей}\]

Теперь нужно найти необходимую массу деревянного угля. Предположим, что уголь имеет энергетическую ценность 7000 килокалорий на килограмм. Тогда, при сжигании 1 килограмма деревянного угля выделяется 7000 килокалорий.

\[175657600\, \text{джоулей} \div (7000\, \text{калорий} \times 4186.8\, \text{джоулей}) = 6.47\, \text{килограмм}\]

Таким образом, чтобы нагреть воду в баке на 42000 кДж, необходимо сжечь примерно 6.47 килограмма деревянного угля.

б) Для природного газа, энергетическая ценность обычно указывается в Джоулях на кубический метр (Дж/м³) или в килокалориях на кубический метр (ккал/м³). Предположим, что энергетическая ценность природного газа составляет 35 МДж/м³ (или 35000 кДж/м³). Рассчитаем необходимый объём газа.

\[42000\, \text{кДж} \div 35000\, \text{Дж/м³} = 1.2\, \text{м³}\]

Таким образом, чтобы нагреть воду в баке на 42000 кДж, необходимо использовать примерно 1.2 м³ природного газа.

в) Для керосина, энергетическая ценность обычно указывается в килокалориях на грамм (ккал/г) или в Джоулях на грамм (Дж/г). Предположим, что энергетическая ценность керосина составляет 45 ккал/г (или 188280 Дж/г). Рассчитаем необходимую массу керосина.

\[42000\, \text{кДж} \div (188280\, \text{Дж/г}) = 0.223\, \text{г}\]

Таким образом, чтобы нагреть воду в баке на 42000 кДж, необходимо использовать примерно 0.223 грамма керосина.

Заметьте, что во всех рассмотренных случаях мы игнорируем потери энергии, поскольку задача просит так сделать. Однако в реальных условиях всегда существуют потери энергии из-за физических процессов, таких как потери тепла или энергии при передаче.