На сколько поменяется температура воды массой 20 кг, если ей передать

Для решения этой задачки нужно:

• сделать короткую запись условия задачки;
• вспомнить формулы для нахождения количества теплоты, выделяющейся при полном сгорании горючего, и количества теплоты, передаваемого веществу при его нагревании;
• выполнить расчеты и дать ответ на поставленный вопрос.

 

Выполним короткую запись условия задачи.

Дано:

m_в. = 20 кг,

m_бен. = 20 г,

c_в. = 4200 Дж / (кг * С),

q_бен. = 4,6 * 10⁷ Дж/кг.

Отыскать:

t ?

Вычисление количества теплоты, выделяющейся при сжигании бензина

Количество теплоты (Q), выделяющейся при полном сгорании m кг горючего с удельной теплотой сгорания q, одинаково творению этих физических величин:

Q = m * q.

Вычислим количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании 20 г бензина.

За ранее нужно перевести единицы измерения массы бензина из гр в килограммы: 20 г = 20 : 1000 = 0,02 кг.

Q_бен. = q_бен. * m_бен.,

Q_бен. = 4,6 * 10⁷ * 0,02 = 0,092 * 10⁷ = 920 * 10³ Дж.

Вычисление конфигурации температуры воды

Количество теплоты (Q), которое нужно передать веществу, массой m и удельной теплоемкостью c, при нагревании, чтобы его температура изменилась на t, определяется по формуле:

Q = c * m * t.

Если известны количество передаваемой теплоты, масса вещества и его удельная теплоемкость, то можно вычислить изменение температуры вещества при данном процессе:

 t = Q / (с * m).

По условию задачи воде передается всё количество теплоты, которое выделяется при сжигании бензина:

Q = Q_бен.

Вычислим изменение температуры воды:

t = 920 * 10³ / (4200 * 20) = 920000 / 84000 = 920 / 84 = 230 / 21 = 10 20/21.

t = 10 20/21 С = 10,95 С.

 

Ответ: вода нагреется на 10,95 С.

Q1 =Q2.

Q1 = q * m1, где q удельная теплота сгорания бензина ( q = 4,6 * 107 Дж/кг ), m1 масса сгоревшего бензина ( m1 = 20 г = 0,02 кг ).

Q2 = С * m2 * t, где С удельная теплоемкость воды ( С = 4200 Дж/ ( кг*К ) ), m масса воды ( m = 20 кг ), t изменение температуры воды ( С ).

Выразим и рассчитаем изменение температуры воды:

q * m1 = С * m2 * t.

t = q * m1 / ( С * m2 ) = 4,6 * 107 * 0,02 / ( 4200 * 20 ) 11 С.

Ответ: Температура воды увеличится на 11 С.