Решим задачи по очереди.
Задача 1
Определим массу нефти, которую нужно сжечь.
Рассчитаем количество энергии, необходимое для просмотра фильма: \[ E = P \cdot t = 250 \, \text{Вт} \cdot (1.5 \, \text{ч} \cdot 3600 \, \text{с/ч}) = 250 \cdot 5400 = 1350000 \, \text{Дж} \]
Определим фактическую энергию, которую нужно получить от нефти: \[ E_{\text{нефть}} = \frac{E}{\eta} = \frac{1350000}{0.35} \approx 3857143 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем, сколько масла нужно сжечь: \[ m = \frac{E_{\text{нефть}}}{Q} = \frac{3857143}{44 \cdot 10^6} \approx 0.0876 \, \text{кг} = 87.6 \, \text{г} \]
Ответ: 88 г
Задача 2
Определим количество теплоты, выделившееся при полном сгорании деревянной части спички.
Найдем объем спички: \[ V = 40 \, \text{мм} \cdot 2 \, \text{мм} \cdot 2 \, \text{мм} = 160 \, \text{мм}^3 = 160 \cdot 10^{-9} \, \text{м}^3 \]
Найдем массу спички: \[ m = V \cdot p = 160 \cdot 10^{-9} \cdot 600 \approx 9.6 \cdot 10^{-4} \, \text{кг} = 0.00096 \, \text{кг} \]
Теперь найдем количество теплоты: \[ Q = m \cdot q = 0.00096 \cdot 10^7 = 9600 \, \text{Дж} \]
Ответ: 9600 Дж
Задача 3
Определим, сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить такую же теплоту, как при сжигании 6л нефти.
Найдем массу нефти: \[ V = 6 \, \text{л} = 0.006 \, \text{м}^3 \Rightarrow m_{\text{нефть}} = V \cdot p = 0.006 \cdot 800 = 4.8 \, \text{кг} \]
Найдем количество теплоты от нефти: \[ Q_{\text{нефть}} = m_{\text{нефть}} \cdot q_{\text{нефть}} = 4.8 \cdot 44 \cdot 10^6 = 211200000 \, \text{Дж} \]
Найдем массу угля: \[ m_{\text{уголь}} = \frac{Q_{\text{нефть}}}{q_{\text{уголь}}} = \frac{211200000}{27 \cdot 10^6} \approx 7.81 \, \text{кг} \]
Ответ: 7.8 кг
Задача 4
Определим, на сколько увеличится температура воды объёмом 2 л.
Найдем энергию, выделившуюся при сгорании 5 г спирта: \[ E = m \cdot q = 0.005 \cdot 27 \cdot 10^6 = 135000 \, \text{Дж} \]
Найдем массу воды: \[ m_{\text{вода}} = 2 \, \text{л} = 2 \, \text{кг} \]
Рассчитаем изменение температуры: \[ \Delta T = \frac{E}{m_{\text{вода}} \cdot c} = \frac{135000}{2 \cdot 4200} \approx 16.07 \, \text{°C} \]
Ответ: 16 °C
Задача 5
Определим количество водорода, которое можно заменить 120 кг дров.
Найдем выделившуюся теплоту от 120 кг дров: \[ Q = 120 \cdot 10^6 = 1200 \, \text{МДж} \]
Определим массу водорода: \[ m_{\text{водород}} = \frac{Q}{q_{\text{водород}}} = \frac{1200 \cdot 10^6}{92 \cdot 10^6} \approx 13.04 \, \text{кг} \]
Ответ: 13 кг
Задача 6
Найдем, какая часть энергии топлива уносится воздухом.
Найдем количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг угля: \[ Q = д = 3.42 \cdot 10^7 \, \text{Дж/кг} \]
Найдем тепло, уносимое воздухом: \[ Q_{\text{воздух}} = m_{\text{воздух}} \cdot c \cdot \Delta T = 30 \cdot 1 \cdot 1000 (400 - 20) = 30 \cdot 1000 \cdot 380 = 11400000 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем процент энергии, уносимой воздухом: \[ \text{Часть энергии} = \frac{Q_{\text{воздух}}}{Q} \cdot 100 = \frac{11400000}{3.42 \cdot 10^7} \cdot 100 \approx 33.4 \% \]
Ответ: 33 %