Сколько сухих дров необходимо сжечь, чтобы нагреть 20 литров воды в железном котле массой 5 кг от 20°С до 50°С? Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг°С, удельная теплоемкость железа - 450 Дж/кг°С, а удельная теплота сгорания сухих дров равна 8,3 * 10^6 Дж/кг.

Физика 9 класс Теплообмен нагрев воды теплоемкость воды сгорание дров расчет тепла физика 9 класс удельная теплота котел железный температура воды масса воды физические задачи Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько тепла необходимо для нагрева воды и железного котла, а затем рассчитать, сколько дров потребуется для получения этого количества тепла.

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

• У нас есть 20 литров воды. Поскольку 1 литр воды имеет массу 1 кг, то масса воды будет 20 кг.
• Температура воды изменяется с 20°С до 50°С, то есть на 30°С.
• Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг°С.

Используем формулу для расчета тепла:

Q1 = m * c * ΔT

• где Q1 - количество тепла для воды,
• m - масса воды (20 кг),
• c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг°С),
• ΔT - изменение температуры (50°С - 20°С = 30°С).

Подставляем значения:

Q1 = 20 кг * 4200 Дж/кг°С * 30°С = 2520000 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева железного котла.

• Масса котла составляет 5 кг.
• Удельная теплоемкость железа равна 450 Дж/кг°С.
• Изменение температуры такое же, 30°С.

Используем ту же формулу:

Q2 = m * c * ΔT

• где Q2 - количество тепла для котла,
• m - масса котла (5 кг),
• c - удельная теплоемкость железа (450 Дж/кг°С),
• ΔT - изменение температуры (30°С).

Подставляем значения:

Q2 = 5 кг * 450 Дж/кг°С * 30°С = 67500 Дж.

Шаг 3: Находим общее количество тепла, необходимое для нагрева воды и котла.

Q_total = Q1 + Q2 = 2520000 Дж + 67500 Дж = 2587500 Дж.

Шаг 4: Рассчитаем, сколько дров нужно сжечь для получения этого количества тепла.

• Удельная теплота сгорания сухих дров составляет 8,3 * 10^6 Дж/кг.

Используем формулу:

m_dров = Q_total / Q_дров

• где m_dров - масса дров,
• Q_total - общее количество тепла (2587500 Дж),
• Q_дров - удельная теплота сгорания (8,3 * 10^6 Дж/кг).

Подставляем значения:

m_dров = 2587500 Дж / (8,3 * 10^6 Дж/кг) ≈ 0,311 кг.

Ответ: Для нагрева 20 литров воды в железном котле от 20°С до 50°С необходимо сжечь примерно 0,311 кг сухих дров.