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, используется для нагрева воды. Удельная теплота сгорания бензина составляет 46 МДж/кг.

Физика 11 класс Теплота и теплосодержание объем воды нагрев воды тепло сжигание бензина удельная теплота сгорания физика 11 класс расчет тепла температура воды энергия от сгорания физические задачи Новый

Для решения этой задачи нам нужно пройти несколько шагов. Начнем с того, что мы должны найти, сколько тепла выделяется при сгорании 0,25 л бензина, а затем использовать это количество тепла для вычисления объема воды, который можно нагреть.

Шаг 1: Найдем массу бензина

Сначала необходимо узнать, сколько весит 0,25 литра бензина. Плотность бензина обычно составляет примерно 0,74 кг/л. Таким образом, масса бензина будет:

• Масса бензина = Объем бензина × Плотность бензина
• Масса бензина = 0,25 л × 0,74 кг/л = 0,185 кг

Шаг 2: Найдем количество теплоты, выделяющееся при сгорании бензина

Теперь мы можем использовать удельную теплоту сгорания бензина, чтобы найти общее количество теплоты:

• Количество теплоты = Масса бензина × Удельная теплота сгорания
• Количество теплоты = 0,185 кг × 46 МДж/кг = 8,51 МДж

Шаг 3: Найдем, сколько тепла нужно для нагрева воды

Теперь нам нужно рассчитать, сколько тепла требуется для нагрева определенного объема воды от 20 °C до 70 °C. Для этого используем формулу:

• Q = m × c × ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в Джоулях),
• m - масса воды (в кг),
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4,18 кДж/кг·°C),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

В нашем случае:

• ΔT = 70 °C - 20 °C = 50 °C
• c = 4,18 кДж/кг·°C = 4180 Дж/кг·°C.

Шаг 4: Подставим известные значения в формулу

Теперь мы можем выразить массу воды через количество теплоты:

• 8,51 МДж = m × 4180 Дж/кг·°C × 50 °C

Переведем 8,51 МДж в Джоули:

• 8,51 МДж = 8,51 × 10^6 Дж.

Шаг 5: Решим уравнение для массы воды

Теперь у нас есть уравнение:

• 8,51 × 10^6 Дж = m × 4180 Дж/кг·°C × 50 °C

Перепишем его для нахождения массы воды:

• m = (8,51 × 10^6 Дж) / (4180 Дж/кг·°C × 50 °C)
• m = (8,51 × 10^6) / (209000) ≈ 40,7 кг.

Шаг 6: Найдем объем воды

Теперь, зная массу воды, мы можем найти ее объем, используя плотность воды, которая составляет примерно 1 кг/л:

• Объем воды = Масса воды / Плотность воды
• Объем воды = 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.