Какое количество природного газа нужно Коле, чтобы превратить 0,3 кг воды при температуре 20°C в пар, если он готовит шоколадный фонтан с использованием водяной бани?

Физика 8 класс Тепловые явления количество природного газа превращение воды в пар шоколадный фонтан водяная баня физика 8 класс Новый

Чтобы рассчитать количество природного газа, необходимого Коле для превращения 0,3 кг воды в пар, нам нужно выполнить несколько шагов. Мы будем использовать формулы для расчета тепла, необходимого для нагрева воды и её последующего парообразования.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимого для нагрева воды до 100°C.

• Начальная температура воды (t1) = 20°C
• Конечная температура воды (t2) = 100°C
• Масса воды (m) = 0,3 кг
• Удельная теплоемкость воды (c) = 4,18 Дж/(г·°C) = 4180 Дж/(кг·°C)

Формула для расчета количества тепла (Q1), необходимого для нагрева воды:

Q1 = m * c * (t2 - t1)

Подставим известные значения:

Q1 = 0,3 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * (100°C - 20°C)

Q1 = 0,3 * 4180 * 80

Q1 = 100440 Дж

Шаг 2: Рассчитаем количество тепла, необходимого для превращения воды в пар.

• Удельная теплота парообразования воды (L) = 2260 кДж/кг = 2260000 Дж/кг

Формула для расчета количества тепла (Q2), необходимого для парообразования:

Q2 = m * L

Подставим известные значения:

Q2 = 0,3 кг * 2260000 Дж/кг

Q2 = 678000 Дж

Шаг 3: Найдем общее количество тепла, необходимого для нагрева и парообразования.

Q_total = Q1 + Q2

Q_total = 100440 Дж + 678000 Дж

Q_total = 778440 Дж

Шаг 4: Рассчитаем количество природного газа, необходимое для получения этого количества тепла.

• Теплота сгорания природного газа (например, метана) составляет примерно 35 МДж/м³ = 35000000 Дж/м³.

Формула для расчета объема газа (V):

V = Q_total / (теплота сгорания газа)

Подставим известные значения:

V = 778440 Дж / 35000000 Дж/м³

V ≈ 0,0223 м³

Ответ: Коле нужно примерно 0,0223 м³ природного газа, чтобы превратить 0,3 кг воды при температуре 20°C в пар.