Question

Б. Можно ли за счет теплоты, выделяющейся при полном сгорании 400 г угля, нагреть воду с 10 °С до 60 °С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж (кг С), удельная теплота сгорания угля 30

Answer 1

Ответ:

Можно нагреть 57кг воды

Объяснение:

При сгорании угля 400 г выделится 12.000.000 Дж

по формуле Q = q * m

тогда Q = 30.000.000 * 0.4 = 12.000.000

0.4 потому что переводим 400 г в килограмм

теперь вычисляем массу воды

по формуле

m = Q / c( t¹ - t²)

где t² - начальная

где t¹ - конечная

m = 12.000.000 / 4200*50 = 12.000.000 / 210.000 = 57.1 кг воды

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для теплового эффекта реакции (термохимической реакции):

$Q = m \cdot c \cdot \Delta T,$

где:

• $Q$ - тепловой эффект (в джоулях),
• $m$ - масса вещества, в данном случае угля (в килограммах),
• $c$ - удельная теплоемкость вещества, в данном случае воды (в джоулях на килограмм на градус Цельсия),
• $\Delta T$ - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Теплота, выделяющаяся при сгорании угля, будет равна тепловому эффекту этой реакции. Таким образом, мы можем записать:

$Q_{\text{уголь}} = m_{\text{уголь}} \cdot \text{удельная теплота сгорания угля}.$

Это тепловое энергия будет передана воде, и тепловой эффект нагрева воды можно выразить как:

$Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}},$

где $m_{\text{вода}}$ - масса воды, $c_{\text{вода}}$ - удельная теплоемкость воды, и $\Delta T_{\text{вода}}$ - изменение температуры воды.

Для того чтобы определить, можно ли нагреть воду с 10 °C до 60 °C, мы сравниваем тепловой эффект сгорания угля с тепловым эффектом нагрева воды:

$Q_{\text{уголь}} \geq Q_{\text{вода}}.$

Теперь давайте подставим известные значения и выполним расчеты:

$m_{\text{уголь}} \cdot \text{удельная теплота сгорания угля} \geq m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}}.$

Подставим значения:

$400 \, \text{г} \cdot 30 \, \text{Дж/г} \geq m_{\text{вода}} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (60 ^\circ \text{C} - 10 ^\circ \text{C}).$

Выполняем вычисления:

$12000 \, \text{Дж} \geq m_{\text{вода}} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг} \cdot 50 ^\circ \text{C}.$

Теперь можем выразить массу воды:

$m_{\text{вода}} \leq \frac{12000 \, \text{Дж}}{4200 \, \text{Дж/кг} \cdot 50 ^\circ \text{C}} \approx 0.057 \, \text{кг}.$

Таким образом, масса воды не должна превышать приблизительно 0.057 кг, чтобы тепловой эффект от сгорания угля был достаточным для нагрева этой воды с 10 °C до 60 °C.