Для отопления дома требуется сжигать 672 кг каменного угля в месяц. Какую массу воды можно было бы нагреть от 0 °С до кипения сжигая то же количество каменного угля? Тепловыми потерями пренебречь.
Для решения данной задачи мы воспользуемся физическим принципом сохранения энергии и определим, сколько тепла выделится при сжигании 672 кг каменного угля.
Энергия, выделяющаяся при сжигании угля. Сожжением 1 кг каменного угля выделяется приблизительно 24 МДж (мега джоулей) тепла. Таким образом, для 672 кг угля мы можем рассчитать общее количество выделяемой энергии:
\[ Q = 672 \, \text{кг} \times 24 \, \text{МДж/кг} = 16128 \, \text{МДж} \]
Количество тепла, необходимое для нагрева воды. Чтобы определить, сколько воды можно нагреть до кипения, воспользуемся формулой:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) - количество теплоты (в джоулях),
- \( m \) - масса воды (в кг),
- \( c \) - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.186 кДж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) - изменение температуры (для воды от 0 °C до 100 °C это 100 °C).
Поскольку 1 МДж = 1000 кДж, приведем наше значение \( Q \) к кДж:
\[ Q = 16128 \, \text{МДж} = 16128000 \, \text{кДж} \]
Подставляем значения в формулу и находим \( m \):
\[ 16128000 = m \times 4.186 \times 100 \]
\[ 16128000 = m \times 418.6 \]
\[ m = \frac{16128000}{418.6} \approx 38506 \, \text{кг} \]
Таким образом, сжигая 672 кг каменного угля, можно нагреть примерно 38506 кг воды от 0 °C до кипения.
