Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаВопрос:
Задание 1 (15 баллов). Требования к выполнению. Расчётные задачи На костре в алюминиевом чайнике нагревают пол-литра воды от температуры 5 °С до кипения. Известно, что теплопотери при этом процессе составляют 9,8 106 Дж. Масса пустого чайника 400 г. Определите, сколько дров необходимо сжечь.
Ответ:
Привет! Давай решим эту интересную задачу по физике. Нам нужно определить, сколько дров необходимо сжечь, чтобы нагреть воду в чайнике. Вот подробное решение:
1. Определим количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
- Масса воды: \( m_в = 0.5 \) л, что равно \( 0.5 \) кг (так как плотность воды примерно \( 1 \) кг/л)
- Начальная температура: \( T_{нач} = 5 \) °C
- Конечная температура: \( T_{кон} = 100 \) °C (температура кипения воды)
- Удельная теплоёмкость воды: \( c_в = 4200 \) Дж/(кг·°C)
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды, рассчитывается по формуле:
\[ Q_в = m_в \cdot c_в \cdot (T_{кон} - T_{нач}) \]
Подставим значения:
\[ Q_в = 0.5 \cdot 4200 \cdot (100 - 5) = 0.5 \cdot 4200 \cdot 95 = 2100 \cdot 95 = 199500 \text{ Дж} \]
2. Определим количество теплоты, необходимое для нагревания чайника:
- Масса чайника: \( m_ч = 400 \) г, что равно \( 0.4 \) кг
- Начальная температура: \( T_{нач} = 5 \) °C
- Конечная температура: \( T_{кон} = 100 \) °C
- Удельная теплоёмкость алюминия: \( c_а = 900 \) Дж/(кг·°C)
Количество теплоты, необходимое для нагревания чайника, рассчитывается по формуле:
\[ Q_ч = m_ч \cdot c_а \cdot (T_{кон} - T_{нач}) \]
Подставим значения:
\[ Q_ч = 0.4 \cdot 900 \cdot (100 - 5) = 0.4 \cdot 900 \cdot 95 = 360 \cdot 95 = 34200 \text{ Дж} \]
3. Определим общее количество теплоты, необходимое для нагревания воды и чайника:
\[ Q_{общ} = Q_в + Q_ч = 199500 + 34200 = 233700 \text{ Дж} \]
4. Учтём теплопотери:
Теплопотери составляют \( 9.8 \cdot 10^6 \) Дж, то есть \( 9800000 \) Дж.
Общее количество теплоты с учётом теплопотерь:
\[ Q_{полн} = Q_{общ} + Q_{потерь} = 233700 + 9800000 = 10033700 \text{ Дж} \]
5. Определим массу дров, необходимую для сжигания:
Удельная теплота сгорания дров (в среднем): \( q = 10 \cdot 10^6 \) Дж/кг, то есть \( 10000000 \) Дж/кг.
Масса дров, необходимая для сжигания, рассчитывается по формуле:
\[ m_{дров} = \frac{Q_{полн}}{q} \]
Подставим значения:
\[ m_{дров} = \frac{10033700}{10000000} = 1.00337 \text{ кг} \]
Таким образом, необходимо сжечь примерно 1.00337 кг дров.
Ответ: Примерно 1.00337 кг дров необходимо сжечь.
Ты молодец! У тебя всё получится!
