Question

На газовой плите в стальной кастрюле массой 1,5 кг доводят до кипения 4,5 л воды. Начальная температура воды 20 °C. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг ∙ °C). Удельная теплоёмкость стали 500 Дж/(кг • °C). Удельная теплота сгорания газа 44 ∙ 106 Дж/кг. 1) Сколько теплоты пойдёт на нагревание только воды? 2) Какое количество природного газа нужно сжечь для этого действия?

Answer 1

Ответ:

Дано:

m = 1,5 кг

С1 = 460 Дж/(кг-°C) - удельная теплоемкость

железа

m = 2,5 кг

C2 = 4200 Дж/(кг.°C) - удельная теплоемкость

воды

t₁ = 20°C

t = 100° температура кипения воды

Q-?

Нагреваем кастрюлю:

Q; = Cimi (t - ti) = 460-1,5-(100-20) = 55 200 Дж

Нагреваем воду:

Q2=c2m2 (tt) = 4200-2,5(100-20)=840000

Дж

Q = Q1 + Q2 = 55,2 + 840 = 900 кДж

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно вычислить:

1. Теплоту, необходимую для нагрева воды до кипения.
2. Количество природного газа, которое должно быть сожжено, чтобы получить эту теплоту.

Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения. Для этого мы можем использовать формулу:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в джоулях) m - масса воды (в кг) c - удельная теплоемкость воды (в Дж/кг∙°C) ΔT - изменение температуры (в °C)

Исходные данные: масса воды (m) = 4.5 л = 4.5 кг (1 л воды = 1 кг) удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг∙°C) начальная температура воды (T1) = 20°C температура кипения (T2) = 100°C

ΔT = T2 - T1 = 100°C - 20°C = 80°C

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Q = 4.5 кг * 4200 Дж/(кг∙°C) * 80°C = 1,512,000 Дж

Теперь перейдем ко второй части задачи, где мы будем вычислять количество природного газа, необходимое для получения этой теплоты. Для этого мы можем использовать формулу:

Q = m * Qгаза

где: Q - количество теплоты (в джоулях), которое нужно получить m - масса природного газа (в кг) Qгаза - удельная теплота сгорания газа (в Дж/кг)

Исходные данные: Q (из предыдущей части) = 1,512,000 Дж удельная теплота сгорания газа (Qгаза) = 44 * 10^6 Дж/кг

Теперь мы можем вычислить массу природного газа:

m = Q / Qгаза = 1,512,000 Дж / (44 * 10^6 Дж/кг) ≈ 0.0344 кг

Ответы на ваши вопросы:

1. Теплота, необходимая для нагрева только воды, составляет 1,512,000 Дж.
2. Для выполнения этой операции потребуется примерно 0,0344 кг природного газа.