Какую температуру достигла вода объемом 14 л и температурой 12°С, если для её нагрева было использовано 0,08 кг горючего с КПД нагревательной установки 43%? Удельная теплота сгорания горючего составляет 46 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг· °С), а плотность воды равна 1000 кг/м³.

Физика 11 класс Тепловые явления температура воды объем воды 14 л температура 12°C горючее 0,08 кг КПД 43% удельная теплота сгорания теплоемкость воды плотность воды 1000 кг/м3 Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, сколько тепла было передано воде от сгоревшего горючего, а затем использовать это количество тепла для расчета новой температуры воды.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, выделившегося при сгорании горючего.

• Удельная теплота сгорания горючего = 46 МДж/кг = 46000000 Дж/кг.
• Масса горючего = 0,08 кг.
• Общее количество тепла, выделившегося при сгорании, можно найти по формуле:

Q_сгорания = масса * удельная теплота сгорания

Q_сгорания = 0,08 кг * 46000000 Дж/кг = 3680000 Дж.

Шаг 2: Учитываем КПД нагревательной установки.

• КПД = 43% = 0,43.
• Тепло, которое фактически передается воде, можно найти по формуле:

Q_переданное = Q_сгорания * КПД

Q_переданное = 3680000 Дж * 0,43 = 1582400 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем массу воды.

• Объем воды = 14 л = 0,014 м³.
• Плотность воды = 1000 кг/м³.

Масса воды = объем * плотность = 0,014 м³ * 1000 кг/м³ = 14 кг.

Шаг 4: Рассчитаем изменение температуры воды.

• Удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/(кг·°С).
• Используем формулу для расчета изменения температуры:

Q_переданное = масса * удельная теплоёмкость * изменение температуры

1582400 Дж = 14 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (T - 12°С).

Шаг 5: Решим уравнение для T.

• 1582400 = 58800 * (T - 12).
• Теперь разделим обе стороны на 58800:

(1582400 / 58800) = T - 12

26.89 ≈ T - 12

T ≈ 26.89 + 12 ≈ 38.89°С.

Ответ: Температура воды после нагрева составляет примерно 38.89°С.