Расчёт выделившейся энергии
Мне нужно определить использованные значения величин и вычислить результаты. В третьем вопросе спрашивается об энергии, выделяющейся при сжигании 2,5 тонн нефти и 2 литров керосина, при плотности керосина 800 кг/м³. Я оформлю ответ в двух случаях:
- Для торфа энергия составляет 1.4e7 J/kg.
- Для нефти — 1.1e11 J, а для керосина — 7.36e7 J.
Моя общая масса составит 5 kg.
Краткий ответ
- При полном сгорании 1 кг торфа выделяется \(1{,}4\cdot10^7\) Дж энергии.
- древесный уголь: \(Q=5{,}1\cdot10^8\) Дж;
- спирт: \(Q=5{,}4\cdot10^6\) Дж.
- нефть: \(Q=1{,}1\cdot10^{11}\) Дж;
- керосин: \(Q=7{,}36\cdot10^7\) Дж.
- Масса сгоревших дров: \(\boxed{5\text{ кг}}\).
Решение
Основная формула:
\[ Q=qm, \]
где \(Q\) — количество теплоты, \(q\) — удельная теплота сгорания, \(m\) — масса топлива.
1. Торф
\[ q_{\text{торфа}}=1{,}4\cdot10^7\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}. \]
Это означает, что при полном сгорании \(1\) кг торфа выделяется \(1{,}4\cdot10^7\) Дж энергии.
2. Древесный уголь и спирт
Для древесного угля:
\[ q=3{,}4\cdot10^7\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}},\qquad m=15\text{ кг}. \]
\[ Q=qm=3{,}4\cdot10^7\cdot15 =5{,}1\cdot10^8\text{ Дж}. \]
Для спирта сначала переведём массу:
\[ 200\text{ г}=0{,}2\text{ кг}. \]
\[ Q=2{,}7\cdot10^7\cdot0{,}2 =5{,}4\cdot10^6\text{ Дж}. \]
3. Нефть и керосин
Для нефти:
\[ m=2{,}5\text{ т}=2500\text{ кг},\qquad q=4{,}4\cdot10^7\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}. \]
\[ Q=4{,}4\cdot10^7\cdot2500 =1{,}1\cdot10^{11}\text{ Дж}. \]
Для керосина сначала найдём массу по плотности:
\[ V=2\text{ л}=0{,}002\text{ м}^3. \]
\[ m=\rho V=800\cdot0{,}002=1{,}6\text{ кг}. \]
Тогда:
\[ Q=4{,}6\cdot10^7\cdot1{,}6 =7{,}36\cdot10^7\text{ Дж}. \]
4. Масса дров
\[ Q=50000\text{ кДж}=5\cdot10^7\text{ Дж}, \qquad q_{\text{дров}}=1\cdot10^7\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}. \]
Из формулы \(Q=qm\):
\[ m=\frac{Q}{q} =\frac{5\cdot10^7}{1\cdot10^7} =5\text{ кг}. \]
Проверка: \(1\cdot10^7\cdot5=5\cdot10^7\) Дж \(=50000\) кДж.