Question

1Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 25 грамм водорода? 2Какое количество теплоты необходимо для нагревания стального бруска массой 600 грамм на 150о С? 3Какова масса медного бруска если, получив количество теплоты, равное 16 кДж он нагрелся на 10о С? 4Смешали 400 грамм воды при температуре 20о С и 600 грамм воды при температуре 60о С. Определите температуру смеси. 5Сколько (какую массу) каменного угля нужно сжечь, чтобы выделившегося количества теплоты хватило на нагревание 1,35 тонны меди на 120о С? Теплопотерями пренебречь.Помогите сделайте в виде задачи с дано и решением!

Answer 1

В физике все формулы есть

Answer 2

Конечно, давай разберем эти задачи!

1. Количество теплоты при сгорании водорода. Для полного сгорания 1 моля водорода (H₂) выделяется 286 кДж теплоты. Молярная масса водорода (H) - 1 г/моль. Масса водорода - 25 г.

Используем формулу: количество теплоты = (масса водорода / молярная масса) * 286 кДж.

количество теплоты = (25 г / 1 г/моль) * 286 кДж/моль = 25 * 286 кДж = 7150 кДж.

2. Теплота для нагревания стального бруска. Формула для расчета количества теплоты: Q = mcΔT Где Q - количество теплоты, m - масса в кг, c - удельная теплоемкость (у стали 0,45 кДж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры.

m = 600 г = 0,6 кг, ΔT = 150°C. Q = 0,6 кг * 0,45 кДж/(кг·°C) * 150°C = 40,5 кДж.

3. Масса медного бруска. Формула: Q = mcΔT, где Q - количество теплоты, m - масса в кг, c - удельная теплоемкость (у меди 0,39 кДж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры.

Q = 16 кДж, ΔT = 10°C. Пусть m - масса медного бруска.

16 кДж = m * 0,39 кДж/(кг·°C) * 10°C m = 16 кДж / (0,39 кДж/(кг·°C) * 10°C) = 41,03 кг.

4. Определение температуры смеси воды. Для этой задачи используем формулу теплового баланса: \(m_1c_1ΔT_1 + m_2c_2ΔT_2 = (m_1 + m_2)cΔT\) Где \(m_1, c_1, ΔT_1\) - масса, удельная теплоемкость и изменение температуры первой части, а \(m_2, c_2, ΔT_2\) - для второй части. c - удельная теплоемкость смеси, \(ΔT\) - изменение температуры смеси.

\(m_1 = 400 г = 0,4 кг\), \(c_1 = 4,186 кДж/(кг·°C)\) (удельная теплоемкость воды), \(ΔT_1 = ΔT - T_1 = 0°C - 20°C = -20°C\) \(m_2 = 600 г = 0,6 кг\), \(c_2 = 4,186 кДж/(кг·°C)\), \(ΔT_2 = ΔT - T_2 = 0°C - 60°C = -60°C\) \(c = 4,186 кДж/(кг·°C)\), \(m_1 + m_2 = 1 кг\)

Теперь подставим значения в формулу: \(0,4 кг * 4,186 кДж/(кг·°C) * (-20°C) + 0,6 кг * 4,186 кДж/(кг·°C) * (-60°C) = 1 кг * 4,186 кДж/(кг·°C) * ΔT\)

Решаем уравнение для \(ΔT\): \(-8,372 кДж - 25,116 кДж = 4,186 кДж/(кг·°C) * ΔT\) \(-33,488 кДж = 4,186 кДж/(кг·°C) * ΔT\) \(ΔT ≈ -8°C\)

Таким образом, температура смеси будет приблизительно \(0°C - 8°C = -8°C\).

5. Масса каменного угля для нагрева меди. Для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева меди, используем формулу \(Q = mcΔT\) (где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса в кг, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры).

Зная, что удельная теплоемкость меди \(c = 0,39 кДж/(кг·°C)\) и изменение температуры \(\Delta T = 120°C - 20°C = 100°C\), можно использовать формулу \(Q = mcΔT\) для нахождения количества теплоты, необходимого для нагрева меди.

После этого можно найти массу каменного угля, зная его удельную теплоту сгорания.

Итак, формула для нахождения массы каменного угля: \(Q_{уголь} = Q_{медь}\)

Зная, что у каменного угля удельная теплота сгорания около \(25 МДж/кг\) (это примерное значение, фактические значения могут отличаться),