Сколько граммов воды можно нагреть на спиртовке на 30 °C, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спиртовки (с учетом потерь теплоты) равен 30...
Условие:
Сколько граммов воды можно нагреть на спиртовке на 30 °C, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спиртовки (с учетом потерь теплоты) равен 30 %. (Удельная теплота сгорания спирта 2,9·107Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать удельную теплоту сгорания спирта и удельную теплоемкость воды.
Удельная теплота сгорания спирта составляет 2,9·10^7 Дж/кг. Мы знаем, что было сожжено 21 грамм спирта, поэтому нам нужно перевести это значение в килограммы. 1 кг = 1000 г, поэтому 21 г = 21/1000 кг = 0,021 кг.
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, выделившейся при сгорании спирта. Для этого умножим удельную теплоту сгорания спирта на массу спирта:
Количество теплоты = удельная теплота сгорания × масса спирта Количество теплоты = 2,9·10^7 Дж/кг × 0,021 кг Количество теплоты = 609 000 Дж
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, которое передается воде. Для этого умножим количество теплоты на КПД спиртовки:
Количество теплоты, переданное воде = Количество теплоты × КПД Количество теплоты, переданное воде = 609 000 Дж × 0,3 Количество теплоты, переданное воде = 182 700 Дж
Теперь мы можем рассчитать изменение температуры воды. Для этого воспользуемся удельной теплоемкостью воды:
Изменение температуры = Количество теплоты, переданное воде / (масса воды × удельная теплоемкость воды) Изменение температуры = 182 700 Дж / (масса воды × 4200 Дж/(кг·°С))
Мы знаем, что начальная температура воды составляет 30 °C, поэтому конечная температура будет равна 30 °C + изменение температуры.
Теперь мы можем решить уравнение, чтобы найти массу воды:
182 700 Дж / (масса воды × 4200 Дж/(кг·°С)) = 30 °C 182 700 Дж / (масса воды × 4200 Дж/(кг·°С)) = 30
Решив это уравнение, мы найдем массу воды, которую можно нагреть на спиртовке на 30 °C.