Question

Известно,что при нагревании воды массой 5 кг от температуры 0 градусов до 90 градусов потребуется 6 кг берёзовых дров.Сколько процентов энергии улетучивается в воздух,окружающую атмосферу?

Answer 1

Дано:

m₁ = 5 кг

t₁ = 0⁰C

t₂ = 90⁰ C

m₂ = 6 кг

________

ΔQ (в %) - ?

1) Чтобы нагреть воду, необходимо:

Q₁ = c·m₁·(t₂ - t₁) = 4200·5·(90-0) = 1,89·10⁶ Дж

2) Если сжечь дрова, то выделится:

Q₂ = q·m₂ = 8,3·10⁶·6 = 49,80·10⁶ Дж

3)

Значит в воздух улетучивается:

Q = Q₂ - Q₁ = (49,80-1,89)·10⁶ = 47,91· 10⁶ Дж

Или а процентах:

47,91*100%/49,80 ≈ 96%

Answer 2

Для решения этой задачи нам необходимо знать удельную теплоёмкость воды и удельную теплоту сгорания берёзовых дров.

Удельная теплоёмкость воды при нормальном давлении и температуре 0°C составляет 4,186 Дж/(г·°C), а при температуре кипения (100°C) – 4,184 Дж/(г·°C).

Удельная теплота сгорания берёзовых дров составляет около 18 МДж/кг.

Поскольку мы знаем, что для нагрева 5 кг воды потребуется 6 кг дров, то можно найти количество энергии, которое выделяется при сгорании этих дров:

Энергия = 18 МДж/кг × 6 кг = 108 МДж

Теперь мы можем найти количество энергии, которое необходимо для нагрева 5 кг воды от 0°C до 90°C:

Q = m × c × ΔT где Q - количество энергии, необходимое для нагрева воды, м - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.

Q = 5 кг × 4,186 Дж/(г·°C) × (90°C - 0°C) = 1883700 Дж

Таким образом, энергия, выделяющаяся при сгорании 6 кг берёзовых дров, составляет 108 МДж, а энергия, необходимая для нагрева 5 кг воды от 0°C до 90°C, составляет 1,88 МДж.

Для определения процента улетучиваемой энергии необходимо вычислить, сколько процентов от энергии, выделяющейся при сгорании дров, составляет количество энергии, необходимое для нагрева воды:

% = (Q / Энергия) × 100% % = (1,88 МДж / 108 МДж) × 100% % = 1,74%

Таким образом, около 1,74% энергии улетучивается в воздух, окружающую атмосферу.