Задача 4: Комбинированная задача (Сгорание топлива + Нагревание воды). Условие: Какую массу природного газа необходимо сжечь, чтобы нагреть 2 кг воды от 20 градусов Цельсия до кипения? Теплопотерями пренебречь, удельная теплота сгорания газа q = 4,4 · 10⁷ Дж/кг.

Считаем, что вода кипит при 100 °C. Дано: \(m_{\text{в}}=2\) кг, \(t_1=20\) °C, \(t_2=100\) °C, \(c_{\text{в}}=4200\) Дж/(кг·°C), \(q=4.4\cdot10^7\) Дж/кг.

Изменение температуры воды: \(\Delta t=t_2-t_1=100-20=80\) °C.

Теплота, необходимая для нагревания воды: \(Q=c_{\text{в}}m_{\text{в}}\Delta t=4200\cdot2\cdot80=672000\) Дж.

При отсутствии теплопотерь эта энергия выделяется при сгорании газа: \(Q=qm_{\text{г}}\). Поэтому \(m_{\text{г}}=\frac{Q}{q}=\frac{672000}{4.4\cdot10^7}\approx0.0153\) кг.

Ответ: необходимо сжечь примерно 0,0153 кг (15,3 г) природного газа.