Question

Чугунный утюг массой 2 кг нагрели на газовой горелке от 20 до 220 °С. Определите массу газа, израсходованного на нагревание утюга, считая, что потерь теплоты не было. (Удельная теплоемкость чугуна 540 Дж/(кг•°С), удельная теплота сгорания газа 4,4.107 Дж/кг.)

Answer 1

$cm_1(t_2-t_1)=qm_2 \\\ m_2= \frac{cm_1(t_2-t_1)}{q} \\\ m_2= \frac{540\cdot2(220-20)}{44000000}\approx0.005(kg)$
Ответ: 0,005кг или 5г

Answer 2

Для определения массы газа, израсходованного на нагревание чугунного утюга, мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Вся тепловая энергия, затраченная на нагревание утюга, должна быть равна тепловой энергии, выделенной при сгорании газа.

Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании газа, равна произведению массы газа на его удельную теплоту сгорания. Тепловая энергия, затраченная на нагревание утюга, равна изменению его теплоты:

\[ Q_{\text{газ}} = Q_{\text{утюг}} \]

\[ m_{\text{газа}} \cdot Q_{\text{удельная теплота газа}} = m_{\text{утюга}} \cdot c_{\text{чугуна}} \cdot \Delta T \]

где: - \( m_{\text{газа}} \) - масса газа, - \( Q_{\text{удельная теплота газа}} \) - удельная теплота сгорания газа, - \( m_{\text{утюга}} \) - масса утюга, - \( c_{\text{чугуна}} \) - удельная теплоемкость чугуна, - \( \Delta T \) - изменение температуры утюга.

Исходные данные: - масса утюга (\( m_{\text{утюга}} \)) = 2 кг, - удельная теплоемкость чугуна (\( c_{\text{чугуна}} \)) = 540 Дж/(кг•°С), - изменение температуры (\( \Delta T \)) = 220 °С - 20 °С = 200 °С, - удельная теплота сгорания газа (\( Q_{\text{удельная теплота газа}} \)) = 4.4 * 10^7 Дж/кг.

Теперь мы можем решить уравнение относительно массы газа (\( m_{\text{газа}} \)):

\[ m_{\text{газа}} = \frac{m_{\text{утюга}} \cdot c_{\text{чугуна}} \cdot \Delta T}{Q_{\text{удельная теплота газа}}} \]

Подставим известные значения:

\[ m_{\text{газа}} = \frac{2 \, \text{кг} \cdot 540 \, \text{Дж/(кг•°С)} \cdot 200 \, \text{°С}}{4.4 \times 10^7 \, \text{Дж/кг}} \]

\[ m_{\text{газа}} \approx 0.024 \, \text{кг} \]

Таким образом, примерно 0.024 кг газа было израсходовано на нагревание чугунного утюга.