2024-12-21 11:50:58
Коля готовит шоколадный фонтан. Мальчику нужна водяная баня, чтобы растопить шоколад. Сколько природного газа нужно использовать Коле, чтобы превратить 0,3 кг воды температурой 20 ∘C в пар? Удельная теплота парообразования воды составляет 2,6 Дж/кг, а удельная теплота сгорания природного газа — 44⋅10^6 Дж/кг. Запиши ответ числом, выразив его в граммах и округлив до целых.
Физика8 классТеплопередача и тепловые процессыфизика 8 классводяная банятеплота парообразованиярасчет газаудельная теплотаприродный газфизические задачипреобразование водытемпература водышоколадный фонтан
2024-12-21 11:51:10
Шаг 1: Определим, сколько энергии нужно для нагрева воды до точки кипения.
- Начальная температура воды (T1) = 20 °C.
- Температура кипения воды (T2) = 100 °C.
- Масса воды (m) = 0,3 кг.
- Удельная теплоемкость воды (c) = 4,18 Дж/(кг·°C).
Чтобы найти количество теплоты, необходимое для нагрева воды, используем формулу:
Q1 = m * c * (T2 - T1).
Подставим значения:
Q1 = 0,3 * 4,18 * (100 - 20) = 0,3 * 4,18 * 80.
Q1 = 0,3 * 334,4 = 100,32 Дж.
Шаг 2: Определим, сколько энергии нужно для превращения воды в пар.
Для этого используем удельную теплоту парообразования (L) = 2,6 * 10^6 Дж/кг.
Количество теплоты для парообразования:
Q2 = m * L.
Подставим значения:
Q2 = 0,3 * 2,6 * 10^6 = 0,3 * 2600000 = 780000 Дж.
Шаг 3: Найдем общее количество теплоты, необходимое для нагрева и парообразования.
Общая теплота (Q) = Q1 + Q2.
Q = 100,32 + 780000 = 780100,32 Дж.
Шаг 4: Определим, сколько природного газа нужно для получения этого количества энергии.
Удельная теплота сгорания природного газа (Qgas) = 44 * 10^6 Дж/кг.
Количество газа (m_gas) можно найти по формуле:
m_gas = Q / Qgas.
Подставим значения:
m_gas = 780100,32 / (44 * 10^6) = 780100,32 / 44000000.
m_gas ≈ 0,01773 кг.
Шаг 5: Переведем массу газа в граммы.
0,01773 кг = 17,73 г.
Шаг 6: Округлим до целых.
Ответ: 18 г.
Итак, Коле нужно использовать примерно 18 граммов природного газа.
