Реши задание на изображении
На фото несколько заданий. Ниже — краткие ответы и объяснение.
Задание 5: смешивание воды
Кратко: установится температура
\[
t=27{,}5^\circ C
\]
Горячая вода отдаст, а холодная получит
\[
Q\approx1{,}365\text{ кДж}\approx1{,}4\text{ кДж}.
\]
Как решать
В теплоизолированном сосуде теплота только переходит от горячей воды к холодной.
Для каждой порции:
\[
Q=cm(t-t_0).
\]
Записываем уравнение теплового баланса: \[ 20(t-15)+30(t-25)+10(t-60)=0. \] Массы можно оставить в граммах, потому что удельная теплоёмкость \(c\) и перевод граммов в килограммы сокращаются.
\[ 20t-300+30t-750+10t-600=0 \] \[ 60t=1650 \] \[ t=27{,}5^\circ C. \]
Горячая вода массой \(10\) г cools от \(60^\circ C\) до \(27{,}5^\circ C\): \[ Q=cm(t_3-t) \] \[ Q=4200\cdot0{,}010\cdot(60-27{,}5) \] \[ Q=1365\text{ Дж}=1{,}365\text{ кДж}. \]
Проверка: холодная вода получает \[ 4200(0{,}020\cdot12{,}5+0{,}030\cdot2{,}5) =1050+315=1365\text{ Дж}. \] Всё сходится: сколько горячая вода отдала, столько холодная получила.
Упражнение 9
№ 1. Сгорание дров
Из таблицы для сухих дров: \[ q\approx1{,}0\cdot10^7\text{ Дж/кг}. \]
\[ Q=qm \] \[ Q=1{,}0\cdot10^7\cdot15 =1{,}5\cdot10^8\text{ Дж} =150\text{ МДж}. \]
Ответ: \(1{,}5\cdot10^8\) Дж, или \(150\) МДж.
№ 2. Керосин
Дано: \[ V=2\text{ л}=0{,}002\text{ м}^3,\quad \rho=800\text{ кг/м}^3. \]
Находим массу: \[ m=\rho V=800\cdot0{,}002=1{,}6\text{ кг}. \]
Для керосина: \[ q\approx4{,}6\cdot10^7\text{ Дж/кг}. \]
\[ Q=qm \] \[ Q=4{,}6\cdot10^7\cdot1{,}6 =7{,}36\cdot10^7\text{ Дж} =73{,}6\text{ МДж}. \]
Ответ: \(7{,}36\cdot10^7\) Дж, или \(73{,}6\) МДж.
Теория на странице 23
Удельная теплота сгорания топлива — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании \(1\) кг топлива.
а) Выделение энергии при сгорании топлива происходит из-за химической реакции окисления — соединения горючих веществ с кислородом.
б) Удельная теплота сгорания измеряется в Дж/кг.
в) Формула: \[ Q=qm, \] где \(q\) — удельная теплота сгорания топлива, \(m\) — масса топлива.
