Определите по таблице 2, чему равна удельная теплота сгорания природного газа. Объясните физический смысл этой величины.

Краткий ответ

1. Для природного газа \(q=44\) МДж/кг \(=4{,}4\cdot10^7\) Дж/кг.
   Физический смысл: при полном сгорании 1 кг природного газа выделяется 44 МДж теплоты.

2. Больше теплоты выделится при сгорании нефти.
   У нефти \(q=44\) МДж/кг, у каменного угля \(q=27\) МДж/кг. При одинаковой массе \[ \frac{Q_{\text{нефти}}}{Q_{\text{угля}}} =\frac{44}{27}\approx1{,}63, \] то есть примерно в 1,6 раза больше.

3. Для торфа \(q=14\) МДж/кг, \(m=5\) кг: \[ Q=qm=14\cdot5=70\ \text{МДж}=7{,}0\cdot10^7\ \text{Дж}. \]

Как понять

Удельная теплота сгорания \(q\) — это физическая величина, показывающая, сколько теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива. Поэтому масса умножается на «тепловой выход» каждого килограмма: \[ Q=qm. \]

При сравнении разных топлив одинаковой массы масса одинаковая, значит сравниваем только \(q\): чем больше \(q\), тем больше выделится теплоты. При сгорании одного и того же топлива \(Q\) пропорционально массе: в 2 раза больше масса — в 2 раза больше теплоты.

Проверка

• \(44>27\), поэтому нефть даёт больше теплоты, чем каменный уголь при той же массе.
• \(14\cdot5=70\) МДж; в джоулях это \(70\,000\,000\) Дж, или \(7{,}0\cdot10^7\) Дж.
• Размерность сходится: \(\text{МДж/кг}\cdot\text{кг}=\text{МДж}\).