Сколько воды, взятой при 200С, можно нагреть до кипения, сжигая уголь массой 50 г и считая, что вся энергия, выделяемая углем, идет на нагрев воды?( удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг* 0С и удельная теплота сгорания угля 25000 кДж/кг) (3,7 кг)
Чтобы решить эту задачу, начнем с нахождения энергии, которую можно получить от сжигания 50 г угля.
Определим массу угля в килограммах: \[ m_{\text{угля}} = 50 \text{ г} = 0,05 \text{ кг} \]
Теперь вычислим теплоту, выделяющуюся при сжигании угля, используя удельную теплоту сгорания угля: \[ Q = m_{\text{угля}} \cdot q_{\text{угля}} \] где \( q_{\text{угля}} = 25000 \text{ кДж/кг} = 25000 \times 1000 \text{ Дж/кг} = 25000000 \text{ Дж/кг} \).
Подставим значения: \[ Q = 0,05 \text{ кг} \cdot 25000000 \text{ Дж/кг} = 1250000 \text{ Дж} \]
Таким образом, мы получаем, что при сжигании 50 г угля выделяется 1250000 Дж энергии.
Далее, нам нужно определить, сколько воды можно нагреть этой энергией. Используем формулу: \[ Q = m_{\text{воды}} \cdot c_{\text{воды}} \cdot \Delta T \] где:
- \( Q \) — количество теплоты (1250000 Дж),
- \( m_{\text{воды}} \) — масса воды (в кг),
- \( c_{\text{воды}} = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \) — удельная теплоемкость воды,
- \( \Delta T \) — температура, на которую необходимо нагреть воду. Если вода нагревается от 20 °C до 100 °C, то \( \Delta T = 100 - 20 = 80 \text{ °C} \).
Подставляем известные значения в формулу: \[ 1250000 \text{ Дж} = m_{\text{воды}} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 80 \text{ °C} \]
Упростим уравнение: \[ 1250000 = m_{\text{воды}} \cdot 336000 \] \[ m_{\text{воды}} = \frac{1250000}{336000} \approx 3,73 \text{ кг} \]
Таким образом, можно нагреть около 3,73 кг воды от 20 °C до кипения, сжигая 50 г угля.
