Задачи по теме «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания»
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Задачи по теме «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания»
- Сколько энергии выделится при сгорании 30 кг каменного угля?
- Определите массу сгоревшего древесного угля, если при его сгорании выделилось 5,1·10⁸ Дж энергии.
- Какова удельная теплота сгорания торфа, если при сгорании 15 кг торфа выделяется 2,1·10⁸ Дж энергии?
- Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих берёзовых дров объёмом 5 м³?
- Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г; торфа массой 0,5 т; каменного угля массой 1,5 т?
Краткие ответы
- \(Q=8{,}1\cdot10^8\) Дж, или 810 МДж.
- \(m=15\) кг.
- \(q=1{,}4\cdot10^7\) Дж/кг, или 14 МДж/кг.
- \(Q=3{,}25\cdot10^{10}\) Дж при плотности сухой берёзы \(\rho=650\) кг/м³.
- Порох: \(9{,}5\cdot10^4\) Дж; торф: \(7{,}0\cdot10^9\) Дж; каменный уголь: \(4{,}05\cdot10^{10}\) Дж.
Как решать
Главная формула:
\[ Q=qm \]
где \(Q\) — выделившаяся энергия, \(q\) — удельная теплота сгорания топлива, \(m\) — масса.
Из неё можно найти массу:
\[ m=\frac{Q}{q} \]
и удельную теплоту сгорания:
\[ q=\frac{Q}{m} \]
Беру табличные значения: для каменного угля \(q=2{,}7\cdot10^7\) Дж/кг, древесного угля \(q=3{,}4\cdot10^7\) Дж/кг, торфа \(q=1{,}4\cdot10^7\) Дж/кг, сухих берёзовых дров \(q=1{,}0\cdot10^7\) Дж/кг, пороха \(q=3{,}8\cdot10^6\) Дж/кг.
\[ Q=2{,}7\cdot10^7\cdot30=8{,}1\cdot10^8\ \text{Дж} \]
\[ m=\frac{5{,}1\cdot10^8}{3{,}4\cdot10^7}=15\ \text{кг} \]
\[ q=\frac{2{,}1\cdot10^8}{15}=1{,}4\cdot10^7\ \text{Дж/кг} \]
Сначала находим массу дров: \[ m=\rho V=650\cdot5=3250\ \text{кг} \] Затем: \[ Q=1{,}0\cdot10^7\cdot3250=3{,}25\cdot10^{10}\ \text{Дж} \]
Переводим массы в килограммы: \(25\) г \(=0{,}025\) кг, \(0{,}5\) т \(=500\) кг, \(1{,}5\) т \(=1500\) кг.
\[ Q_{\text{порох}}=3{,}8\cdot10^6\cdot0{,}025=9{,}5\cdot10^4\ \text{Дж} \]
\[ Q_{\text{торф}}=1{,}4\cdot10^7\cdot500=7{,}0\cdot10^9\ \text{Дж} \]
\[ Q_{\text{уголь}}=2{,}7\cdot10^7\cdot1500=4{,}05\cdot10^{10}\ \text{Дж} \]
Проверка: если умножить найденную массу или удельную теплоту обратно на \(q\) или \(m\), получаются исходные значения энергии. Значит, обратные формулы применены верно.
