Question

На сколько градусов изменится темперетура воды объемом 100л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?

Answer 1

Q₁ = Q₂

Q₁ = q*m₁

Q₂ = cm₂(t₂-t₁)

q*m₁ = cm₂(t₂-t₁)

t₂-t₁ = q*m₁ / cm₂ = 31 * 10⁶ * 0,5 / 4200 * 100 ~ 37 °C

Answer 2

Для рассчета изменения температуры воды можно использовать формулу теплового баланса:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество переданной теплоты (энергии), m - масса вещества (в данном случае древесного угля), c - удельная теплоемкость вещества (воды), ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет около 4,186 Дж/(град * г) или 4,186 кДж/(кг * град). Это означает, что для нагревания 1 кг воды на 1 градус Цельсия необходимо 4,186 кДж.

Теперь рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при сжигании древесного угля массой 0,5 кг. Предположим, что весь этот тепловой потенциал идет на нагревание воды.

Количество переданной теплоты Q:

Q = m * c * ΔT

где m = 0,5 кг (масса угля), c = 4,186 кДж/(кг * град) (удельная теплоемкость воды), ΔT - изменение температуры воды.

Для удобства приведем все единицы измерения к системе СИ: 1 кг = 1000 г, тогда масса угля m = 0,5 кг = 500 г 1 л (литр) воды = 1000 г

Объем воды V = 100 л = 100000 г

Теперь рассчитаем изменение температуры ΔT:

Q = m * c * ΔT ΔT = Q / (m * c) ΔT = (500 г * 4,186 кДж/(кг * град) * ΔT) / 100000 г

Для удобства расчета, сократим единицы измерения:

1 кДж = 1000 Дж ΔT = (500 * 4,186 * ΔT) / 100000 ΔT = 20 * ΔT

Теперь, если вся теплота идет на нагревание воды объемом 100 л, то изменение температуры ΔT составит:

ΔT = Q / (m * c) ΔT = 20 * ΔT

Теперь разделим обе стороны уравнения на (20 - ΔT):

1 = 1 / (20 - ΔT)

Теперь найдем значение ΔT:

20 - ΔT = 1 ΔT = 20 - 1 ΔT = 19 градусов Цельсия

Таким образом, температура воды увеличится на 19 градусов Цельсия при сжигании 0,5 кг древесного угля и передаче всей выделяющейся теплоты на нагревание этой воды объемом 100 литров.