На газовой плите нагревается 2 литра воды от 20 градусов до 100 градусов Цельсия. Какое количество природного газа сгорает при этом, если 70% произведенного тепла уходит в воздух?

Физика 8 класс Теплопередача и теплообмен нагрев воды газовая плита количество газа тепло физика 8 класс сгорание газа температура воды теплопередача Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, сколько тепла требуется для нагрева 2 литров воды от 20 до 100 градусов Цельсия. Затем мы сможем рассчитать, сколько природного газа необходимо для получения этого количества тепла, учитывая, что 70% тепла уходит в воздух.

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

Формула для расчета тепла (Q), необходимого для нагрева вещества, выглядит так:

Q = m * c * ΔT

• m - масса воды (в килограммах),
• c - удельная теплоемкость воды (примерно 4.18 Дж/(г·°C) или 4180 Дж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Теперь подставим наши значения:

• Объем воды = 2 литра = 2 кг (поскольку плотность воды примерно 1 кг/л),
• c = 4180 Дж/(кг·°C),
• ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 2 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * 80°C

Q = 2 * 4180 * 80 = 668800 Дж.

Шаг 2: Учитываем, что 70% тепла уходит в воздух.

Поскольку 70% тепла теряется, только 30% от общего количества тепла используется для нагрева воды. Значит, нам нужно рассчитать общее количество тепла, которое нужно произвести:

Q_total = Q / 0.3

Q_total = 668800 Дж / 0.3 ≈ 2229333.33 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем количество природного газа, необходимое для получения этого количества тепла.

Энергия, выделяемая при сгорании 1 м³ природного газа, составляет примерно 35 МДж (или 35000000 Дж).

Теперь мы можем рассчитать, сколько кубических метров газа нам нужно:

V_gas = Q_total / (энергия на 1 м³ газа)

V_gas = 2229333.33 Дж / 35000000 Дж/м³ ≈ 0.0635 м³.

Ответ: Для нагрева 2 литров воды от 20 до 100 градусов Цельсия, при условии, что 70% тепла уходит в воздух, потребуется примерно 0.0635 м³ природного газа.