Сколько граммов воды можно нагреть на спиртовке с 30 °C до 80 °C, если сжечь 50 граммов спирта? КПД спиртовки (с учетом потерь теплоты) равен 30 %. Удельная теплота сгорания спирта составляет 2,9·10^7 Дж/кг, а удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/(кг·°C).

Физика 9 класс Тепловые явления нагрев воды спиртовка теплоемкость воды сгорание спирта КПД спиртовки расчет нагрева физика 9 класс теплота сгорания спирта температура воды количество воды Новый

Для решения задачи нам нужно определить, сколько теплоты выделится при сжигании 50 граммов спирта, и затем, зная КПД спиртовки, вычислить, сколько граммов воды можно нагреть.

Шаг 1: Найдем количество теплоты, выделяющееся при сжигании спирта.

• Сначала переведем массу спирта из граммов в килограммы: 50 граммов = 0,05 кг.
• Теперь используем формулу для расчета теплоты, выделяющейся при сгорании: Q = m * q, где Q - выделившаяся теплота, m - масса спирта, q - удельная теплота сгорания спирта.
• Подставим известные значения: Q = 0,05 кг * 2,9 * 10^7 Дж/кг = 1,45 * 10^6 Дж.

Шаг 2: Учитываем КПД спиртовки.

• КПД спиртовки равен 30%, значит, только 30% выделившейся теплоты пойдет на нагрев воды.
• Рассчитаем полезную теплоту: Q полезная = 0,3 * Q = 0,3 * 1,45 * 10^6 Дж = 4,35 * 10^5 Дж.

Шаг 3: Рассчитаем, сколько граммов воды можно нагреть.

• Используем формулу для расчета теплоты, необходимой для нагрева воды: Q = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
• Значения:
  • c = 4200 Дж/(кг·°C),
  • ΔT = 80 °C - 30 °C = 50 °C.
• Теперь подставим известные значения в формулу: Q полезная = m * 4200 Дж/(кг·°C) * 50 °C.
• Приведем к формуле для массы воды: m = Q полезная / (c * ΔT).
• Подставим значения: m = 4,35 * 10^5 Дж / (4200 Дж/(кг·°C) * 50 °C).
• Посчитаем: m = 4,35 * 10^5 Дж / 210000 Дж/кг = 2,07 кг.

Шаг 4: Переведем массу воды в граммы.

• Так как 1 кг = 1000 граммов, получаем: 2,07 кг = 2070 граммов.

Ответ: На спиртовке можно нагреть 2070 граммов воды с 30 °C до 80 °C, сжигая 50 граммов спирта с КПД 30%.