Для решения этой задачи нам нужно использовать формулы, которые связывают количество теплоты, необходимое для нагрева жидкости, и удельную теплоту сгорания топлива.
- Расчет количества теплоты, необходимого для нагрева жидкости:
Количество теплоты \( Q \), необходимое для нагрева жидкости, рассчитывается по формуле: \[ Q = mc \Delta T \]
где:
- \( m \) — масса жидкости (9 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость жидкости (2500 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры, равное \( T_{конечная} - T_{начальная} = 48°C - 9°C = 39°C \).
Подставим значения: \[ Q = 9\, \text{кг} \times 2500\, \text{Дж/(кг·°C)} \times 39\, \text{°C} \]
Посчитаем: \[ Q = 9 \times 2500 \times 39 = 877500\, \text{Дж} \] \[ Q = 877.5\, \text{кДж} \]
- Расчет массы топлива:
Теперь мы знаем, сколько теплоты нам нужно, чтобы нагреть жидкость, и мы знаем удельную теплоту сгорания топлива, которая равна 30 МДж/кг (или 30000 кДж/кг).
Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, может быть выражено как: \[ Q = m_{топлива} \cdot Q_{сгорания} \]
где:
- \( m_{топлива} \) — масса топлива,
- \( Q_{сгорания} \) — удельная теплота сгорания (30000 кДж/кг).
Таким образом, можем выразить массу топлива: \[ m_{топлива} = \frac{Q}{Q_{сгорания}} \]
Подставим известные значения: \[ m_{топлива} = \frac{877.5\, \text{кДж}}{30000\, \text{кДж/кг}} \]
Теперь посчитаем: \[ m_{топлива} = \frac{877.5}{30000} \approx 0.02925\, \text{кг} \] \[ m_{топлива} \approx 29.25\, \text{г} \]
Таким образом, масса топлива, необходимого для нагрева жидкости от 9°С до 48°С, составляет примерно 29.25 граммов.