Какова масса дров, нужная для того, чтобы нагреть 50 литров воды до 100 градусов Цельсия, если начальная температура воды равна 10 градусов Цельсия, а коэффициент полезного действия нагревателя составляет 25%? Удельная теплота сгорания дров равна 10 в седьмой степени Дж/кг.

Физика 8 класс Тепловые явления масса дров нагрев воды температура воды коэффициент полезного действия удельная теплота сгорания Новый

Чтобы рассчитать массу дров, необходимую для нагрева воды, нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их подробно.

Шаг 1: Определим количество тепла, необходимое для нагрева воды.

Для этого используем формулу:

Q = mcΔT

• Q - количество тепла (в Джоулях),
• m - масса воды (в кг),
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

В нашем случае:

• Объем воды = 50 литров = 50 кг (поскольку 1 литр воды имеет массу 1 кг),
• Начальная температура = 10°C, конечная температура = 100°C, следовательно, ΔT = 100 - 10 = 90°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 50 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 90°C.

Q = 50 * 4200 * 90 = 1890000 Дж.

Шаг 2: Учитываем коэффициент полезного действия (КПД) нагревателя.

КПД нагревателя составляет 25%, что означает, что только 25% энергии, полученной от сжигания дров, используется для нагрева воды. Поэтому, чтобы найти фактическое количество энергии, которое нужно получить от дров, делим Q на КПД:

Q_нужное = Q / КПД.

Q_нужное = 1890000 Дж / 0.25 = 7560000 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем массу дров, необходимую для получения нужного количества тепла.

У нас есть удельная теплота сгорания дров, равная 10^7 Дж/кг. Теперь можем найти массу дров:

m_дров = Q_нужное / удельная теплота сгорания.

m_дров = 7560000 Дж / 10^7 Дж/кг = 0.756 кг.

Итак, итоговый ответ:

Для нагрева 50 литров воды до 100 градусов Цельсия, при начальной температуре 10 градусов Цельсия и КПД нагревателя 25%, потребуется примерно 0.756 кг дров.