друже В целях экономии топлива, хозяин загородного дома решил добавить топливные гранулы в древесный уголь

Тема урока: Удельная теплота сгорания смеси топлива

Пояснение: Удельная теплота сгорания определяет количество тепловой энергии, выделяющейся при полном сгорании единицы вещества. Для решения задачи, в которой нужно найти удельную теплоту сгорания смеси топлива, необходимо использовать принцип сохранения энергии.

Для начала, пусть x - доля топливных гранул в смеси. Тогда (1-x) будет доля древесного угля в смеси.

Можно записать уравнение с использованием принципа сохранения энергии:

q * (1-x) + (2q) * x = q"

где q - удельная теплота сгорания древесного угля, 2q - удельная теплота сгорания топливных гранул, q" - искомая удельная теплота сгорания смеси.

Решим уравнение относительно x:

10(1-x) + 20x = q"

10 - 10x + 20x = q"

10 + 10x = q"

10x = q" - 10

x = (q" - 10)/10

Знаем, что сумма долей должна быть равна 1:

(1-x) + x = 1

1 - x + x = 1

1 = 1

Таким образом, мы получаем, что x = 1, то есть 100% - доля топливных гранул в смеси.

Теперь можем найти искомое значение q":

q" = 2q = 2 * 10 = 20 МДж/кг.

Демонстрация:
Для смеси, состоящей из 100% топливных гранул, удельная теплота сгорания составит 20 МДж/кг.

Совет:
Для лучшего понимания и запоминания принципа сохранения энергии, рекомендуется решать несколько подобных задач, меняя значения удельной теплоты сгорания различных веществ и доли их смесей.

Дополнительное упражнение:
Хозяин загородного дома смешивает древесный уголь и топливные гранулы в пропорции 3:1 (то есть на каждые 3 кг древесного угля добавляется 1 кг топливных гранул). Найдите удельную теплоту сгорания полученной смеси, если удельная теплота сгорания древесного угля равна 12 МДж/кг, а удельная теплота сгорания топливных гранул равна 18 МДж/кг. Ответ представьте в МДж/кг, округлив результат до целого числа.