Question

Вода массой 2 кг нагревается от 20 гралусов до 80 за счет сгорания природного газа. Какова масса газа?

Answer 1

Вода имеет замечательное свойство. Дабы её вскипятить либо просто нагреть, надобно затратить некоторое количество энергии. В нашем конкретном случае, чтобы сию энергию получить, удобно сжечь определённую массу газа, который, как известно, отлично горит на воздухе. Так как же определить, сколько именно газа нужно сжечь с сией похвальной целью-например, вскипятить себе чаёк? Ответ на этот несложный вопрос кроется в интереснейших параметрах газа и воды; дело в том, что для нагрева определённого количества вещества на определённое количество градусов требуется определённое же количество энергии; к примеру, для нагрева 1 килограмма воды на 1 градус Цельсия требуется 4200 Джоулей энергии. То же касается газа; определённое его количество при сжигании выделяет определённое количество энергии, а точнее-около 50000000 Джоулей энергии на 1 килограмм сгоревшего газа. А теперь, внимание: нам нужно нагреть два (2) килограмма воды на 60 (80 минус 20 начальных) градусов по Цельсию. Значит, нам потребуется 60 градусов × 2 килограмма × 4200 Джоулей на килограмм, чтобы нагреть на 1 градус по Цельсию = 504000 Джоулей. Один (1) килограмм газа нам даёт 50000000 Джоулей. Соответственно, требуется 504000/50000000 килограммов газа. Подсчитать нетрудно. А думать-так и вовсе прекрасно, легко и главное-чрезвычайно полезно для умственного здоровья.

Answer 2

To calculate the mass of natural gas burned to heat the water, we can use the concept of specific heat capacity. The specific heat capacity of water is approximately 4.186 J/(g°C), which means it takes 4.186 joules of energy to raise the temperature of 1 gram of water by 1 degree Celsius.

First, let's find out how much energy is required to heat the water:

Mass of water (m1) = 2 kg = 2000 grams (since 1 kg = 1000 grams) Initial temperature (T1) = 20°C Final temperature (T2) = 80°C

The change in temperature (ΔT) = T2 - T1 = 80°C - 20°C = 60°C

Energy required (Q) = mass × specific heat capacity × ΔT Q = 2000 g × 4.186 J/(g°C) × 60°C ≈ 502,320 J

Now, let's find the energy released by the combustion of natural gas:

Assuming complete combustion of methane (the main component of natural gas), it produces approximately 56 kJ of energy per gram of methane burned.

Let the mass of natural gas be 'm2' (in grams).

Energy released by burning natural gas (Q) = mass of natural gas × energy produced per gram 502,320 J = m2 g × 56 kJ/g × 1000 J/kJ 502,320 J = 56,000 m2 m2 ≈ 502,320 J / 56,000 m2 ≈ 8.97 grams

Therefore, approximately 8.97 grams of natural gas would be burned to heat the 2 kg of water from 20°C to 80°C.