Question

Сколько сухих дров необходимо сжечь, чтобы нагреть 20 л воды в железном котле массой 5 кг от 20°С до 50°С. Удельная теплоемкость воды cв = 4200 Дж/кг°С, удельная теплоемкость железа cж = 450 Дж/кг°С, удельная теплота сгорания сухих дров qдж = 8,3 ⋅ 106 Дж/кг.

​

Answer 1

Ответ:

Необходимо сжечь 0,312 кг дров.

Объяснение:

Количество теплоты (Q, Дж), переданное телу при нагревании,  определяется по формуле: Q = mcΔt,  где m - масса вещества, кг; с- удельная теплоемкость вещества, Δt = t₂ - t₁ = 50° - 20° = 30⁰ разность температур.

Количество теплоты  (Q, Дж), выделяемое при сгорании, определяется по формуле Q = qm, m - масса вещества, кг; q - удельная теплота сгорания, для дров q = 8,3 * 10⁶ Дж/кг.

1) Найдем количество теплоты, необходимое на нагревание воды.

V = 20 л = 20 дм³ = 0,02 м³;  m = ρ*V = 1000 кг/м³ * 0,02 м³ = 20 кг

Q₁ = 20 кг * 4200 Дж/кг*град * 30°  = 2 520 000 Дж

2) Найдем количество теплоты, необходимое на нагревание котелка.

Q₂ = 5 кг * 450 Дж/кг*град * 30° = 67 500 Дж

3) Всего потребуется теплоты: Q = Q₁ + Q₂ = 2 520 000 Дж + 67 500 Дж = 2 587 500 Дж = 2,5875 * 10⁶ Дж

4) Найдем массу дров.

Q = qm ⇒ m = Q/q =  2,5875 * 10⁶ Дж /  8,3 * 10⁶ Дж/кг ≈ 0,312 кг