Как рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания чугунного радиатора водяного отопления массой 65 кг от 20 до 42оС, если удельная теплоемкость чугуна составляет 460 Дж/кг оС?

Как определить массу сгоревшего спирта, если при его сгорании выделилось 5,4 МДж теплоты, а удельная теплота сгорания равна 27 МДж/кг?

Какова удельная теплоемкость стали, если стальную болванку массой 150 г, раскаленную до 650оС, опускают для закалки в сосуд с 800 г воды при температуре 15оС, и вода нагревается до 28оС? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг оС).

Как рассчитать КПД примуса, если для нагревания 2 кг воды от 10 до 100оС в нем сожгли 40 г керосина, при этом удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг оС), а удельная теплота сгорания топлива — 46 МДж/кг?

Физика 9 класс Тепловые явления и теплообмен расчет количества теплоты нагревание чугунного радиатора масса радиатора удельная теплоемкость чугуна расчет массы сгоревшего спирта выделение теплоты удельная теплота сгорания удельная теплоемкость стали закалка стальной болванки нагрев воды КПД примуса нагревание воды сгорание керосина удельная теплота сгорания топлива физика 9 класс Новый

Давайте разберем каждый из вопросов по порядку.

1. Расчет количества теплоты для нагревания чугунного радиатора:

Для расчета количества теплоты (Q), необходимого для нагревания тела, используется формула:

Q = m * c * ΔT

где:

• Q - количество теплоты (в Джоулях),
• m - масса тела (в кг),
• c - удельная теплоемкость материала (в Дж/(кг*°C)),
• ΔT - изменение температуры (в °C).

Теперь подставим известные значения:

• m = 65 кг,
• c = 460 Дж/(кг*°C),
• ΔT = 42 - 20 = 22 °C.

Теперь вычислим Q:

Q = 65 * 460 * 22 = 665800 Дж.

Таким образом, для нагревания чугунного радиатора необходимо 665800 Дж теплоты.

2. Определение массы сгоревшего спирта:

Чтобы найти массу сгоревшего спирта, используем формулу:

m = Q / q

где:

• m - масса спирта (в кг),
• Q - выделившаяся теплота (в Джоулях),
• q - удельная теплота сгорания (в Дж/(кг)).

Сначала переведем 5,4 МДж в Джоули:

5,4 МДж = 5,4 * 10^6 Дж.

Теперь подставим данные:

• Q = 5,4 * 10^6 Дж,
• q = 27 * 10^6 Дж/кг.

Теперь вычислим массу:

m = (5,4 * 10^6) / (27 * 10^6) ≈ 0,2 кг.

Таким образом, масса сгоревшего спирта составляет примерно 0,2 кг.

3. Удельная теплоемкость стали:

Для нахождения удельной теплоемкости стали используем закон сохранения энергии. Теплота, отданная стальной болванкой, равна теплоте, полученной водой:

m_стали * c_стали * (T_нач. - T_кон.) = m_воды * c_воды * (T_кон. - T_нач.)

Где:

• m_стали - масса стали (в кг),
• c_стали - удельная теплоемкость стали (в Дж/(кг*°C)),
• T_нач. - начальная температура стали (в °C),
• T_кон. - конечная температура (в °C),
• m_воды - масса воды (в кг),
• c_воды - удельная теплоемкость воды (в Дж/(кг*°C)).

Теперь подставим известные значения:

• m_стали = 0,15 кг (150 г),
• T_нач. = 650 °C,
• T_кон. = 28 °C,
• m_воды = 0,8 кг (800 г),
• c_воды = 4200 Дж/(кг*°C).

Теперь подставим в уравнение:

0,15 * c_стали * (650 - 28) = 0,8 * 4200 * (28 - 15)

Вычислим:

0,15 * c_стали * 622 = 0,8 * 4200 * 13

0,15 * c_стали * 622 = 0,8 * 54600

0,15 * c_стали * 622 = 43680

c_стали = 43680 / (0,15 * 622) ≈ 4662 Дж/(кг*°C).

Таким образом, удельная теплоемкость стали составляет примерно 4662 Дж/(кг*°C).

4. Расчет КПД примуса:

Для расчета КПД примуса используем следующую формулу:

КПД = (Q_полученная / Q_потраченная) * 100%

Где:

• Q_полученная - теплота, полученная от нагревания воды,
• Q_потраченная - теплота, выделившаяся при сгорании керосина.

Сначала найдем Q_полученная:

Q_полученная = m_воды * c_воды * ΔT

где:

• m_воды = 2 кг,
• c_воды = 4200 Дж/(кг*°C),
• ΔT = 100 - 10 = 90 °C.

Теперь подставим:

Q_полученная = 2 * 4200 * 90 = 756000 Дж.

Теперь найдем Q_потраченная:

Q_потраченная = m_керосина * q

где:

• m_керосина = 40 г = 0,04 кг,
• q = 46 * 10^6 Дж/кг.

Теперь подставим:

Q_потраченная = 0,04 * 46 * 10^6 = 1840000 Дж.

Теперь можем найти КПД:

КПД = (756000 / 1840000) * 100% ≈ 41,1%.

Таким образом, КПД примуса составляет примерно 41,1%.