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…
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)
Для решения этой задачи нужно воспользоваться формулой, связывающей энергию, массу, удельную теплоёмкость и изменение температуры.
Определим количество энергии, высвобождаемое при сгорании угля. Углерод имеет удельную теплоту сгорания 25000 кДж/кг. У нас есть 50 г угля, что соответствует 0,05 кг.
Энергия (Q), выделяемая при сгорании угля, вычисляется по формуле: \[ Q = m \cdot L, \] где \( m \) — масса угля, \( L \) — удельная теплота сгорания.
Подставим значения: \[ Q = 0,05 \, \text{кг} \cdot 25000 \, \text{кДж/кг} = 1250 \, \text{кДж}. \] Преобразуем кДж в Дж: \[ Q = 1250 \times 10^3 \, \text{Дж} = 1250000 \, \text{Дж}. \]
Теперь рассчитаем, сколько воды можно нагреть до кипения. Начальная температура воды составляет 200 °C, а температура кипения — 100 °C, следовательно, вода должна быть охлаждена до 100 °C.
Разность температуры (\(\Delta T\)) будет равна: \[ \Delta T = 200 \, \text{°C} - 100 \, \text{°C} = 100 \, \text{°C}. \]
Используем формулу для расчета энергии, необходимой для нагрева воды: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T, \] где \( m \) — масса воды, \( c \) — удельная теплоёмкость воды, а \( \Delta T \) — изменение температуры.
Из этой формулы можно выразить массу воды \( m \): \[ m = \frac{Q}{c \cdot \Delta T}. \]
Подставляем значения: \[ m = \frac{1250000 \, \text{Дж}}{4200 \, \text{Дж/кг·°C} \cdot 100 \, \text{°C}}. \]
Рассчитаем массу: \[ m = \frac{1250000}{420000} \approx 2.976 \, \text{кг}. \]
Таким образом, можно нагреть приблизительно 2.98 кг воды до кипения, сжигая 50 г угля при условии, что вся выделяемая энергия идёт на нагрев воды.
