Какую массу керосина необходимо сжечь, чтобы выпарить 100 г воды, которая изначально имеет температуру 50 °С?

Физика 11 класс Термодинамика масса керосина выпаривание воды температура 50 °С физика 11 класс расчет массы керосина Новый

Ответ:

Необходимо сжечь 29 грамм керосина.

Объяснение:

Чтобы рассчитать, сколько керосина нужно сжечь для выпаривания 100 г воды, которая изначально имеет температуру 50 °С, нам нужно учесть два этапа: нагрев воды до 100 °С и ее последующее испарение.

1. Нагрев воды:
   • Масса воды (mв) = 100 г = 0,1 кг.
   • Начальная температура воды (Т1) = 50 °С.
   • Конечная температура воды (Т2) = 100 °С.
   • Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°С).
   • Тепло, необходимое для нагрева воды (Qнв) можно рассчитать по формуле: Qнв = mв * c * (Т2 - Т1).
   • Подставляя значения, получаем: Qнв = 0,1 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (100 °С - 50 °С) = 0,1 * 4200 * 50 = 21000 Дж.
2. Испарение воды:
   • Удельная теплота парообразования воды (L) = 2,3 * 10^6 Дж/кг.
   • Тепло, необходимое для испарения воды (Qив) можно рассчитать по формуле: Qив = mв * L.
   • Подставляя значения, получаем: Qив = 0,1 кг * 2,3 * 10^6 Дж/кг = 230000 Дж.

Теперь мы можем найти общее количество тепла (Qк), необходимое для нагрева и испарения воды:

Qк = Qнв + Qив = 21000 Дж + 230000 Дж = 251000 Дж.

Теперь найдем, сколько керосина нужно сжечь для получения этого количества тепла. Удельная теплота сгорания керосина (q) составляет примерно 46 * 10^6 Дж/кг.

С помощью формулы для расчета массы керосина (mк) получаем:

mк = Qк / q = 251000 Дж / (46 * 10^6 Дж/кг) ≈ 0,00545 кг = 5,45 г.

Таким образом, для выпаривания 100 г воды, имеющей температуру 50 °С, необходимо сжечь примерно 5,45 грамм керосина.