На сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдет на нагревание воды?

Чтобы рассчитать, на сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, воспользуемся формулой тепла и свойствами воды.

1. Энергия, выделяемая при сгорании угля: Для каменного угля значение теплоотдачи составляет примерно 29 МДж/кг. Следовательно, для 30 г угля (0,03 кг):

\[ Q = m \cdot H = 0,03 \, \text{кг} \cdot 29 \, \text{МДж/кг} = 0,87 \, \text{МДж} = 870 \, \text{кДж} \]

2. Количество тепла, необходимое для нагрева воды: Используем формулу для расчета необходимой энергии для нагрева воды:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:

• \( Q \) — количество тепла (в кДж),
• \( m \) — масса воды (в кг),
• \( c \) — удельная теплоемкость воды (принимаем \( c \approx 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \)),
• \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).

3. Подставляем известные значения:

Для 4 кг воды:

\[ 870 \, \text{кДж} = 4 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot \Delta T \]

Теперь решим уравнение:

\[ 870 = 16.72 \cdot \Delta T \]

\[ \Delta T = \frac{870}{16.72} \approx 52,0 \, °C \]

Таким образом, 4 кг воды нагреется примерно на 52 градуса Цельсия при сжигании 30 г каменного угля, если вся энергия идет на нагрев воды.