Каковы потери теплоты в окружающую среду при нагревании 5-килограммового количества воды на керосиновой горелке
Каковы потери теплоты в окружающую среду при нагревании 5-килограммового количества воды на керосиновой горелке с начальной температурой 20 градусов до точки кипения, учитывая, что масса сгоревшего керосина составляет 60 грамм, удельная теплота сгорания керосина равна 43 МДж/кг, удельная теплоемкость воды равна 4.2 * 10^3 Дж/кг*градус, а температура кипения воды равна 100 градусов? Ответ должен быть 35%.
16.12.2023 12:47
Написать свой ответ:
Объяснение: Чтобы найти потери теплоты при нагревании воды на горелке, нужно учесть два процесса: нагревание воды и сгорание керосина. Сначала рассмотрим нагревание воды. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры. В данном случае нас интересует только нагревание от 20 до 100 градусов, так как дальше вода закипает.
Q_воды = m_воды * c_воды * ΔT_воды
где m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоемкость воды, ΔT_воды - изменение температуры воды (100 - 20 = 80 градусов). Подставим известные значения:
Q_воды = 5 кг * (4.2 * 10^3 Дж/кг*градус) * 80 градусов
Q_воды = 1.68 * 10^6 Дж
Теперь рассмотрим сгорание керосина. Для расчета потерь теплоты следует использовать формулу:
Q_керосина = m_керосина * Q_удельная_сгорание
где m_керосина - масса сгоревшего керосина, Q_удельная_сгорание - удельная теплота сгорания керосина. Подставим известные значения:
Q_керосина = 60 г * (43 МДж/кг)
Q_керосина = 2.58 * 10^3 МДж
Теперь, чтобы найти общие потери теплоты, нужно сложить потери от нагревания воды и потери от сгорания керосина:
Q_потери = Q_воды + Q_керосина
Q_потери = 1.68 * 10^6 Дж + 2.58 * 10^3 МДж
Q_потери = 2.58 * 10^3 МДж (так как единицы измерения совпали)
Например:
Масса воды: 5 кг
Начальная температура воды: 20 градусов
Температура кипения воды: 100 градусов
Масса сгоревшего керосина: 60 г
Удельная теплота сгорания керосина: 43 МДж/кг
Необходимо вычислить потери теплоты в окружающую среду при нагревании указанного количества воды на керосиновой горелке.
Совет: Для лучшего понимания концепции потери теплоты при нагревании на горелке, полезно знать основные физические величины, такие как удельная теплоемкость и удельная теплота сгорания. Также стоит помнить, что потери теплоты всегда приводят к увеличению энтропии системы.
Упражнение:
Масса воды: 3 кг
Начальная температура воды: 25 градусов
Температура кипения воды: 100 градусов
Масса сгоревшего керосина: 40 г
Удельная теплота сгорания керосина: 35 МДж/кг
Вычислите потери теплоты в окружающую среду при нагревании указанного количества воды на керосиновой горелке.