Для нагревания на костре 3 л воды в туристическом алюминиевом котелке массой 0,4 кг от 20 °С до кипения было сожжено 2 кг сухих дров. Сколько процентов выделившегося тепла при…
Для нагревания на костре 3 л воды в туристическом алюминиевом котелке массой 0,4 кг от 20 °С до кипения было сожжено 2 кг сухих дров. Сколько процентов выделившегося тепла при сгорании дров было потрачено бесполезно (пошло на нагревание окружающего воздуха)? Удельная теплоёмкость алюминия — 1.png, воды — 1.png, удельная теплота сгорания дров — 1.png
Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько тепла было потрачено на нагревание воды, а затем вычислить процент бесполезно потраченного тепла.
- Сначала найдем количество тепла, необходимого для нагревания 3 литров воды от 20 °C до кипения. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество тепла, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
m = 3 кг (переведем литры в килограммы), c = 1 кДж/кг*°C, ΔT = 100 °C (переход от 20 °C до кипения).
Теперь подставим значения и рассчитаем количество тепла для нагревания воды до кипения:
Q = 3 * 1 * 100 = 300 кДж.
- Затем найдем количество тепла, выделившегося при сгорании 2 кг дров. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * Qг,
где Q - количество тепла, выделившееся при сгорании, m - масса дров, Qг - удельная теплота сгорания дров.
m = 2 кг, Qг = 1 кДж/кг.
Подставим значения и рассчитаем количество выделившегося тепла:
Q = 2 * 1 = 2 кДж.
- Для определения бесполезно потраченного тепла вычтем количество тепла, которое пошло на нагревание воды, из общего количества тепла:
Qбесполезное = Q - 300 = 2 - 300 = -298 кДж.
Отрицательное значение указывает на то, что все полученное тепло было использовано на нагрев воды, и ничего не было потрачено бесполезно на нагревание окружающего воздуха.
Итак, в этой задаче 100% выделенного тепла при сгорании дров пошло на нагревание воды, ничего не было потрачено бесполезно на нагревание окружающего воздуха.
