Сколько теплоты было передано воде при нагревании с применением 2 литров воды от 12 до 100 градусов Цельсия, если
Сколько теплоты было передано воде при нагревании с применением 2 литров воды от 12 до 100 градусов Цельсия, если при этом сгорело 50 граммов керосина? Почему количество теплоты, переданное воде и количество теплоты, выделившееся при сгорании керосина, не равны друг другу? Какую часть количества теплоты, выделенного при сгорании керосина, составляет количество теплоты, использованное на нагревание воды?
Артемовна_3418 41
Чтобы решить данную задачу, нам нужно использовать формулу для расчета количества теплоты - это формула теплоемкости:\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
Где:
- Q - количество теплоты,
- m - масса вещества,
- c - удельная теплоемкость вещества,
- \(\Delta T\) - изменение температуры.
Сначала рассчитаем количество теплоты, переданное воде при нагревании. Масса воды равна 2 литрам или 2000 граммам (так как плотность воды 1000 кг/м³ или 1 г/мл). Теплоемкость воды \(c\) равна 4.18 Дж/(г\(\cdot\)°C) (подлежащие достоверности переведены в СИ). Изменение температуры \(\Delta T\) равно 100 - 12 = 88 градусов Цельсия. Подставим все в формулу:
\[ Q_{воды} = 2000 \cdot 4.18 \cdot 88 = 735520 \, \text{Дж} \]
Теперь рассчитаем количество теплоты, выделившееся при сгорании керосина. Масса керосина равна 50 граммам, а для керосина удельная теплота сгорания составляет около 42 МДж/кг или 42 000 000 Дж/кг. Поскольку у нас 50 граммов, то для расчета количества теплоты нам нужно привести массу килограммах:
\[ Q_{керосина} = 0.05 \cdot 42 000 000 = 2 100 000 \, \text{Дж} \]
Вот почему количество теплоты, переданное воде, и количество теплоты, выделившееся при сгорании керосина, не равны друг другу: они измеряются в разных единицах (Дж и МДж). Кроме того, когда керосин сгорает, выделяются продукты сгорания, включающие в себя газы и дым. Вещества в составе продуктов сгорания не всегда поступают в воду или другие объекты нагревания в одинаковых пропорциях, поэтому теплота передается не полностью.
Наконец, посчитаем какую часть количества теплоты, выделившейся при сгорании керосина, составляет количество теплоты, использованное на нагревание воды:
\[ \text{Доля теплоты использованная на нагревание воды} = \frac{Q_{воды}}{Q_{керосина}} = \frac{735520}{2 100 000} \approx 0.35 \]
Таким образом, около 35% теплоты, выделившейся при сгорании керосина, использовалось для нагревания воды, а остальные 65% может быть потеряно в виде тепла в окружающую среду или использовано для нагревания других объектов.