Question

Медную заготовку массой 300 г нагрели на газовой горелке на 200 ºС . При этом полностью сгорело 5 г газа. Каков КПД горелки? Удельная теплоемкость меди 400 Дж/(кг·ºС) 8 класс

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Количество теплоты на нагревание заготовки:

Q₁ = c·m₁·Δt = 400·0,300·200 = 24 000 Дж     или  24 кДж

2)

Выделилось теплоты при сгорании газа:

Q₂ = m₂·q = 5·10⁻³·40·10⁶ = 200 000 Дж    или   200 кДж

Здесь q - удельная теплота сгорания газа.

3)

КПД горелки:

КПД = Q₁·100%/Q₂ = 24·100% / 200 = 12%

Answer 2

Для расчета КПД (коэффициента полезного действия) горелки, необходимо сначала вычислить количество теплоты, выделенное при сгорании газа, а затем определить, какая часть этой теплоты была передана медной заготовке.

1. Вычисление количества выделенной теплоты при сгорании газа: Мы знаем, что полностью сгорело 5 г газа. Предположим, что это был метан (CH4), для которого выделяется 890 кДж/моль теплоты при сгорании. Таким образом, мы можем рассчитать количество моль газа, сгоревшего:

моль газа = масса газа / молярная масса газа молярная масса метана (CH4) = 12 г/моль + 4 * 1 г/моль = 16 г/моль

моль газа = 5 г / 16 г/моль ≈ 0.3125 моль

Количество выделенной теплоты можно найти, умножив количество моль газа на теплоту сгорания метана:

выделенная теплота = количество моль газа * теплота сгорания метана выделенная теплота = 0.3125 моль * 890 кДж/моль = 277.81 кДж

2. Расчет количества теплоты, переданного медной заготовке: Для этого мы используем удельную теплоемкость меди, которая равна 400 Дж/(кг·ºС). Масса меди в данном случае составляет 300 г, а изменение температуры равно разности между начальной температурой (200 ºС) и комнатной температурой (предположим, 25 ºС):

переданная теплота = масса меди * удельная теплоемкость меди * изменение температуры переданная теплота = 300 г * (400 Дж/(кг·ºС)) * (200 ºС - 25 ºС) = 67 500 Дж

3. Расчет КПД горелки: КПД горелки определяется как отношение переданной теплоты к количеству выделенной теплоты, умноженное на 100%:

КПД = (переданная теплота / выделенная теплота) * 100% КПД = (67 500 Дж / 277 810 Дж) * 100%