Какая минимальная температура воздуха была отмечена в районе реки Индигирки, если для получения 0,5 м3 воды при

Суть вопроса: Определение минимальной температуры воздуха

Разъяснение:
Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать закон сохранения энергии.
Если для получения 0,5 м3 воды при 18 °C из куска льда было необходимо сжечь 6 кг дизельного топлива с удельной теплотой сгорания 42,7 МДж/кг, мы можем использовать следующую формулу:

Теплота сжигания топлива = теплота плавления льда + теплота нагрева воды

Мы знаем, что теплота плавления льда равна 334 кДж/кг (это количество энергии, необходимое для перехода одного килограмма льда из твердого состояния в жидкое состояние).

Теперь мы можем приступить к решению задачи:

1. Найдем теплоту плавления льда:
Теплота плавления льда = масса воды × теплота плавления льда
Теплота плавления льда = 0,5 м3 × 1000 кг/м3 × 334 кДж/кг

2. Найдем теплоту нагрева воды:
Теплота нагрева воды = масса воды × удельная теплоемкость воды × изменение температуры
Теплота нагрева воды = 0,5 м3 × 1000 кг/м3 × 4,18 кДж/кг °C × (T - 18)

3. Найдем общую теплоту сжигания топлива:
Общая теплота сжигания топлива = масса топлива × удельная теплота сгорания
Общая теплота сжигания топлива = 6 кг × 42,7 МДж/кг

Используя закон сохранения энергии, мы можем составить уравнение:
Теплота плавления льда + Теплота нагрева воды = Общая теплота сжигания топлива

(0,5 м3 × 1000 кг/м3 × 334 кДж/кг) + (0,5 м3 × 1000 кг/м3 × 4,18 кДж/кг°C × (T - 18)) = 6 кг × 42,7 МДж/кг

4. Решим уравнение относительно T:
(167 кДж) + (2095 (T-18)) = 256,2 МДж
167 кДж + 2095T - 37610 = 256,2 МДж
2095T - 37443 = 256,2 МДж
2095Т = 37700,2 МДж
Т = 17,997 °C

Таким образом, минимальная температура воздуха в районе реки Индигирки составляла примерно 17,997 °C.

Совет:
При решении подобных задач всегда обратите внимание на единицы измерения и правильность их преобразования. Также будьте внимательны при расчетах и не забывайте о законе сохранения энергии.

Проверочное упражнение:
Чтобы закрепить материал, попробуйте решить следующую задачу:
Если для получения 0,3 м3 воды при 25 °C из кубика льда было необходимо сжечь 4 кг газообразного топлива с удельной теплотой сгорания 38 МДж/кг, найдите минимальную температуру воздуха в данной области.

Тема занятия: Расчет минимальной температуры воздуха

Объяснение: Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать закон сохранения энергии. Когда мы сжигаем дизельное топливо, оно выделяет теплоту, которая затем используется для нагрева воды из куска льда до температуры 0 °С. Когда вода достигает температуры плавления льда (0 °С), она начинает замерзать, и все выделяемое топливо уходит на перевод воды в лед.

Мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Сначала мы найдем количество выделяющейся теплоты от сжигания топлива. Q1 = m1 * Qc, где m1 - масса сжигаемого топлива, Qc - удельная теплота сгорания.

Затем мы найдем количество теплоты, требуемое для нагрева воды. Q2 = m2 * c2 * ΔT, где m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче нам известны значения: m1 = 6 кг, Qc = 42,7 МДж/кг, m2 = 0,5 м3 (эквивалентно 500 кг), c2 = 4,18 кДж/кг°C, ΔT = 18 °C.

Применяя формулы и решая уравнение, мы можем выразить минимальную температуру воздуха.

Доп. материал:
Задача: Какая минимальная температура воздуха была отмечена в районе реки Индигирки, если для получения 0,5 м3 воды при 18 °С из куска льда было необходимо сжечь 6 кг дизельного топлива с удельной теплотой сгорания 42,7 МДж/кг?

Решение:
Q1 = m1 * Qc = 6 кг * 42,7 МДж/кг = 256,2 МДж
Q2 = m2 * c2 * ΔT = 500 кг * 4,18 кДж/кг°C * 18 °C = 37 620 кДж

По закону сохранения энергии Q1 = Q2
256,2 МДж = 37 620 кДж

Произведем преобразование единиц измерения:
256,2 МДж = 256,2 * 10^6 кДж

256,2 * 10^6 кДж = 37 620 кДж
256,2 * 10^6 = 37 620
6,8 * 10^3 = 1

Таким образом, минимальная температура воздуха равна -6700 °C.

Совет: Для лучшего понимания подобных задач полезно регулярно привлекать формулы и повторять базовые концепции, связанные с теплоизоляцией, удельной теплоемкостью и удельной теплотой сгорания различных веществ.

Закрепляющее упражнение: Какая масса дизельного топлива необходима для нагрева 2 м3 воды с 0 °С до 60 °С, если удельная теплота сгорания равна 40 МДж/кг? Масса воды составляет 2000 кг, а удельная теплоемкость воды равна 4,18 кДж/кг°C. Ответ представьте в килограммах.