Похожие вопросы
2024-12-28 05:22:44
Какой объем воды можно нагреть от 20 °С до 70 °C, используя тепло, полученное при сжигании 0,25 л бензина? Предположим, что вся теплота, выделившаяся при сгорании бензина, идет на нагревание воды. Удельная теплота сгорания бензина составляет 46 МДж/кг.
Физика 11 класс Тепловые явления объем воды нагрев воды сжигание бензина удельная теплота теплообмен физика 11 класс расчет тепла температура воды сгорание топлива энергия бензина
2024-12-28 05:22:58
Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.
Шаг 1: Найти массу бензинаСначала нам нужно определить массу бензина, который мы будем сжигать. Плотность бензина приблизительно равна 0,74 кг/л. Поэтому, чтобы найти массу 0,25 л бензина, мы используем формулу:
- масса = объем × плотность
Подставляем значения:
- масса = 0,25 л × 0,74 кг/л = 0,185 кг
Теперь, зная массу бензина, мы можем найти количество теплоты, которое выделяется при его сгорании. Для этого используем удельную теплоту сгорания бензина:
- Q = m × q
где Q - это количество теплоты, m - масса бензина, q - удельная теплота сгорания. Подставляем значения:
- Q = 0,185 кг × 46 МДж/кг = 8,51 МДж
Обратите внимание, что 1 МДж = 10^6 Дж, поэтому:
- Q = 8,51 × 10^6 Дж
Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева определенного объема воды. Формула для расчета выглядит следующим образом:
- Q = m × c × ΔT
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,18 кДж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры. В нашем случае:
- ΔT = 70 °C - 20 °C = 50 °C
Теперь мы можем выразить массу воды через количество теплоты, выделившегося при сгорании бензина:
- 8,51 × 10^6 Дж = m × 4,18 × 10^3 Дж/(кг·°C) × 50 °C
Теперь решим это уравнение для m:
- m = 8,51 × 10^6 Дж / (4,18 × 10^3 Дж/(кг·°C) × 50 °C)
Вычисляем:
- m = 8,51 × 10^6 Дж / (209000 Дж/кг) ≈ 40,7 кг
Теперь, зная массу воды, мы можем найти объем. Плотность воды приблизительно равна 1 кг/л, поэтому:
- объем = масса / плотность
Подставляем значения:
- объем = 40,7 кг / 1 кг/л = 40,7 л
Ответ: Объем воды, который можно нагреть от 20 °C до 70 °C, составляет примерно 40,7 литров.