Реши эту задачу с дано и с решить и с * найти*

Question 1

Задача Задача №3762980

А

Аноним

5 дней назад · публичный вопрос

А

Аноним 5 дней назад

Реши эту задачу с дано и с решить и с * найти*

Answer

На фото несколько заданий. Ниже — все: отмеченные №1, №2, №5 и расчётные №3, №4, №6, №7 — с «дано/найти/решением», где это нужно.

Коротко:

№1: \(q \approx 44\) МДж/кг;
№2: больше у нефти;
№3: \(70\) МДж;
№4: \(46\) МДж/кг — бензин (см. примечание);
№5: бутан плотнее водорода, поэтому при том же объёме его масса во много раз больше;
№6: около \(2{,}5\cdot10^{-5}\) кг/с, то есть \(0{,}025\) г/с;
№7: около \(27\) МДж/кг.

Главная формула для сгорания топлива: \[ Q=qm, \] где \(q\) — удельная теплота сгорания, \(m\) — масса топлива.

№1

По таблице 2 удельная теплота сгорания природного газа: \[ q \approx 44 \text{ МДж/кг}=44\cdot10^6 \text{ Дж/кг}. \]

Физический смысл: при полном сгорании \(1\) кг природного газа выделяется \(44\) МДж теплоты.

№2

Больше теплоты выделится при сгорании нефти.

Потому что \(Q=qm\): при одинаковой массе больше теплоты даёт топливо с большей удельной теплотой сгорания. По таблице: \[ q_{\text{нефти}}=44 \text{ МДж/кг},\qquad q_{\text{каменного угля}}=27 \text{ МДж/кг}. \] Нефть даст примерно в \(44/27\approx1{,}6\) раза больше теплоты.

№3

Дано: \[ m=5\text{ кг},\qquad q_{\text{торфа}}=14 \text{ МДж/кг}=14\cdot10^6 \text{ Дж/кг}. \]

Найти: \(Q\).

Решение: \[ Q=qm, \] \[ Q=14\cdot10^6\cdot5=70\cdot10^6 \text{ Дж}=70 \text{ МДж}. \]

Ответ: \(70\) МДж.

№4

Дано: \[ m=6\text{ кг},\qquad Q=2{,}76\cdot10^8 \text{ Дж}. \]

Найти: \(q\) и вид топлива.

Решение: \[ q=\frac{Q}{m}, \] \[ q=\frac{2{,}76\cdot10^8}{6}=4{,}6\cdot10^7 \text{ Дж/кг}=46 \text{ МДж/кг}. \]

По таблице такое значение соответствует бензину.
Если в вашей таблице \(46\) МДж/кг указано ещё и для керосина, то формально подходят оба варианта; обычно в ответе пишут «бензин».

Ответ: \(q=46\) МДж/кг; это бензин.

№5

Хотя удельная теплота сгорания водорода больше, в том же объёме бутана содержится гораздо большая масса газа, чем водорода.

Количество теплоты: \[ Q=qm=q\rho V. \] При одинаковом объёме \(V\) и одинаковом давлении бутан значительно плотнее водорода. Поэтому масса бутана в баллоне во много раз больше, и虽然他 \(q_{\text{водорода}}\) больше, произведение \(q\rho\) у бутана оказывается больше.

Грубо: бутан \(C_4H_{10}\) имеет молярную массу \(58\) г/моль, а водород \(H_2\) — \(2\) г/моль, то есть при одинаковых условиях бутан примерно в \(29\) раз плотнее. Его \(q\) меньше лишь в \(2\)–\(3\) раза, поэтому при сгорании того же объёма бутана выделяется больше теплоты.

№6

Дано: \[ V=3\text{ л}=3\cdot10^{-3}\text{ м}^3, \] \[ \rho_{\text{воды}}=1000\text{ кг/м}^3, \] \[ t_1=20^\circ C,\qquad t_2=100^\circ C, \] \[ \tau=15\text{ мин}=900\text{ с}, \] \[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}, \] \[ q_{\text{газа}}=44\text{ МДж/кг}=44\cdot10^6\text{ Дж/кг}. \]

Найти: массу газа \(m_1\), сгорающего за \(1\) с.

Решение: \[ m_{\text{воды}}=\rho V=1000\cdot3\cdot10^{-3}=3\text{ кг}. \]

На нагревание воды нужно: \[ Q=cm_{\text{воды}}(t_2-t_1), \] \[ Q=4200\cdot3\cdot(100-20)=4200\cdot3\cdot80=1\,008\,000\text{ Дж}. \]

Масса газа за всё время: \[ m_{\text{газа}}=\frac{Q}{q}, \] \[ m_{\text{газа}}=\frac{1\,008\,000}{44\cdot10^6}\approx0{,}0229\text{ кг}. \]

За \(1\) секунду: \[ m_1=\frac{0{,}0229}{900}\approx2{,}5\cdot10^{-5}\text{ кг}. \]

Ответ: примерно \(2{,}5\cdot10^{-5}\) кг/с, или \(0{,}025\) г/с.

№7

Дано: \[ m_{\text{спиртовки до}}=155\text{ г},\qquad m_{\text{после}}=153\text{ г}, \] \[ m_{\text{алюминия}}=50\text{ г}=0{,}05\text{ кг}, \] \[ m_{\text{воды}}=200\text{ г}=0{,}2\text{ кг}, \] \[ \Delta t=60^\circ C, \] \[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C},\qquad c_{\text{алюминия}}\approx920\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}. \]

Найти: \(q_{\text{спирта}}\).

Решение: Масса сгоревшего спирта: \[ m_{\text{спирта}}=155-153=2\text{ г}=0{,}002\text{ кг}. \]

Теплота пошла на нагревание воды и алюминиевого калориметра: \[ Q=(c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}+c_{\text{алюминия}}m_{\text{алюминия}})\Delta t, \] \[ Q=(4200\cdot0{,}2+920\cdot0{,}05)\cdot60, \] \[ Q=(840+46)\cdot60=886\cdot60=53\,160\text{ Дж}. \]

Тогда: \[ q_{\text{спирта}}=\frac{Q}{m_{\text{спирта}}}, \] \[ q_{\text{спирта}}=\frac{53\,160}{0{,}002}=26\,580\,000\text{ Дж/кг}. \]

\[ q_{\text{спирта}}\approx2{,}7\cdot10^7\text{ Дж/кг}=27\text{ МДж/кг}. \]

Ответ: примерно \(27\) МДж/кг. Это совпадает с табличным значением для спирта.

Проверка: в №4 \(46\) МДж/кг \(\cdot6\) кг \(=276\) МДж \(=2{,}76\cdot10^8\) Дж — сходится. В №7 \(27\) МДж/кг \(\cdot0{,}002\) кг \(=54\) кДж, что близко к \(53{,}16\) кДж; разница из-за округления.

Question 2

Реши эту задачу с *дано* и с *решить* и с * найти*

Answer

На фото несколько заданий. Ниже — все: отмеченные №1, №2, №5 и расчётные №3, №4, №6, №7 — с «дано/найти/решением», где это нужно. **Коротко:** - №1: \(q \approx 44\) МДж/кг; - №2: больше у нефти; - №3: \(70\) МДж; - №4: \(46\) МДж/кг — бензин (см. примечание); - №5: бутан плотнее водорода, поэтому при том же объёме его масса во много раз больше; - №6: около \(2{,}5\cdot10^{-5}\) кг/с, то есть \(0{,}025\) г/с; - №7: около \(27\) МДж/кг. Главная формула для сгорания топлива: \[ Q=qm, \] где \(q\) — удельная теплота сгорания, \(m\) — масса топлива. --- ### №1 По таблице 2 удельная теплота сгорания природного газа: \[ q \approx 44 \text{ МДж/кг}=44\cdot10^6 \text{ Дж/кг}. \] **Физический смысл:** при полном сгорании \(1\) кг природного газа выделяется \(44\) МДж теплоты. --- ### №2 Больше теплоты выделится при сгорании **нефти**. Потому что \(Q=qm\): при одинаковой массе больше теплоты даёт топливо с большей удельной теплотой сгорания. По таблице: \[ q_{\text{нефти}}=44 \text{ МДж/кг},\qquad q_{\text{каменного угля}}=27 \text{ МДж/кг}. \] Нефть даст примерно в \(44/27\approx1{,}6\) раза больше теплоты. --- ### №3 **Дано:** \[ m=5\text{ кг},\qquad q_{\text{торфа}}=14 \text{ МДж/кг}=14\cdot10^6 \text{ Дж/кг}. \] **Найти:** \(Q\). **Решение:** \[ Q=qm, \] \[ Q=14\cdot10^6\cdot5=70\cdot10^6 \text{ Дж}=70 \text{ МДж}. \] **Ответ:** \(70\) МДж. --- ### №4 **Дано:** \[ m=6\text{ кг},\qquad Q=2{,}76\cdot10^8 \text{ Дж}. \] **Найти:** \(q\) и вид топлива. **Решение:** \[ q=\frac{Q}{m}, \] \[ q=\frac{2{,}76\cdot10^8}{6}=4{,}6\cdot10^7 \text{ Дж/кг}=46 \text{ МДж/кг}. \] По таблице такое значение соответствует **бензину**. Если в вашей таблице \(46\) МДж/кг указано ещё и для керосина, то формально подходят оба варианта; обычно в ответе пишут «бензин». **Ответ:** \(q=46\) МДж/кг; это бензин. --- ### №5 Хотя удельная теплота сгорания водорода больше, **в том же объёме бутана содержится гораздо большая масса газа**, чем водорода. Количество теплоты: \[ Q=qm=q\rho V. \] При одинаковом объёме \(V\) и одинаковом давлении бутан значительно плотнее водорода. Поэтому масса бутана в баллоне во много раз больше, и虽然他 \(q_{\text{водорода}}\) больше, произведение \(q\rho\) у бутана оказывается больше. Грубо: бутан \(C_4H_{10}\) имеет молярную массу \(58\) г/моль, а водород \(H_2\) — \(2\) г/моль, то есть при одинаковых условиях бутан примерно в \(29\) раз плотнее. Его \(q\) меньше лишь в \(2\)–\(3\) раза, поэтому при сгорании того же объёма бутана выделяется больше теплоты. --- ### №6 **Дано:** \[ V=3\text{ л}=3\cdot10^{-3}\text{ м}^3, \] \[ \rho_{\text{воды}}=1000\text{ кг/м}^3, \] \[ t_1=20^\circ C,\qquad t_2=100^\circ C, \] \[ \tau=15\text{ мин}=900\text{ с}, \] \[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}, \] \[ q_{\text{газа}}=44\text{ МДж/кг}=44\cdot10^6\text{ Дж/кг}. \] **Найти:** массу газа \(m_1\), сгорающего за \(1\) с. **Решение:** \[ m_{\text{воды}}=\rho V=1000\cdot3\cdot10^{-3}=3\text{ кг}. \] На нагревание воды нужно: \[ Q=cm_{\text{воды}}(t_2-t_1), \] \[ Q=4200\cdot3\cdot(100-20)=4200\cdot3\cdot80=1\,008\,000\text{ Дж}. \] Масса газа за всё время: \[ m_{\text{газа}}=\frac{Q}{q}, \] \[ m_{\text{газа}}=\frac{1\,008\,000}{44\cdot10^6}\approx0{,}0229\text{ кг}. \] За \(1\) секунду: \[ m_1=\frac{0{,}0229}{900}\approx2{,}5\cdot10^{-5}\text{ кг}. \] **Ответ:** примерно \(2{,}5\cdot10^{-5}\) кг/с, или \(0{,}025\) г/с. --- ### №7 **Дано:** \[ m_{\text{спиртовки до}}=155\text{ г},\qquad m_{\text{после}}=153\text{ г}, \] \[ m_{\text{алюминия}}=50\text{ г}=0{,}05\text{ кг}, \] \[ m_{\text{воды}}=200\text{ г}=0{,}2\text{ кг}, \] \[ \Delta t=60^\circ C, \] \[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C},\qquad c_{\text{алюминия}}\approx920\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ C}. \] **Найти:** \(q_{\text{спирта}}\). **Решение:** Масса сгоревшего спирта: \[ m_{\text{спирта}}=155-153=2\text{ г}=0{,}002\text{ кг}. \] Теплота пошла на нагревание воды и алюминиевого калориметра: \[ Q=(c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}+c_{\text{алюминия}}m_{\text{алюминия}})\Delta t, \] \[ Q=(4200\cdot0{,}2+920\cdot0{,}05)\cdot60, \] \[ Q=(840+46)\cdot60=886\cdot60=53\,160\text{ Дж}. \] Тогда: \[ q_{\text{спирта}}=\frac{Q}{m_{\text{спирта}}}, \] \[ q_{\text{спирта}}=\frac{53\,160}{0{,}002}=26\,580\,000\text{ Дж/кг}. \] \[ q_{\text{спирта}}\approx2{,}7\cdot10^7\text{ Дж/кг}=27\text{ МДж/кг}. \] **Ответ:** примерно \(27\) МДж/кг. Это совпадает с табличным значением для спирта. --- **Проверка:** в №4 \(46\) МДж/кг \(\cdot6\) кг \(=276\) МДж \(=2{,}76\cdot10^8\) Дж — сходится. В №7 \(27\) МДж/кг \(\cdot0{,}002\) кг \(=54\) кДж, что близко к \(53{,}16\) кДж; разница из-за округления.