Теплота и теплопередача
На примусе нагрели 2 л воды с 12 до 100 градусов Цельсия, при этом сгорело 50 г керосина. Какое количество теплоты
На примусе нагрели 2 л воды с 12 до 100 градусов Цельсия, при этом сгорело 50 г керосина. Какое количество теплоты получила вода и сколько теплоты выделилось при сгорании керосина? Почему эти количество теплоты не равны друг другу и какую долю составляет количество теплоты, использованное на нагревание воды, от общего количества теплоты, выделившегося при сгорании керосина?
05.12.2023 02:45
Написать свой ответ:
Пояснение:
Для решения данной задачи нам понадобятся знания о теплоте и теплопередаче. Теплота - это энергия, передающаяся между телами вследствие их разности температур. В данной задаче теплота передается от горящего керосина на воду через нагревательный элемент (примус). Теплота обозначается символом Q и измеряется в джоулях (Дж).
Теплота вещества можно определить с помощью формулы Q = mcΔt, где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, Δt - изменение температуры. Удельная теплоемкость воды - это количество теплоты, необходимое для нагрева единичной массы воды на 1 градус Цельсия, и она равна 4,186 Дж/(г*°C).
Также известно, что при сгорании керосина выделяется определенное количество теплоты, которое можно найти, зная массу сгоревшего керосина и его удельную теплоту сгорания. Удельная теплота сгорания керосина составляет около 45 МДж/кг.
Доп. материал:
1. Количество теплоты, полученное вода:
Q_вода = m_воды * c_воды * Δt
Q_вода = 2 * 4,186 * (100-12) = 665,52 Дж
2. Количество теплоты при сгорании керосина:
Q_керосин = m_керосина * Q_уд_сгорания
Q_керосин = 0,05 * 45 * 10^6 = 2,25 * 10^6 Дж
Почему эти количества теплоты не равны?
Количество теплоты, полученное вода через нагрев, равно количеству теплоты, выделенного при сгорании керосина. Однако, керосин полностью не сгорает, поэтому количество выделенной теплоты меньше, чем количество полученной водой. Кроме того, могут происходить потери теплоты в окружающую среду.
Доля количества теплоты, использованного на нагревание воды:
Доля количества теплоты, использованного на нагревание воды, можно найти с помощью формулы:
Доля = (Q_вода / Q_керосин) * 100%
Доля = (665,52 / 2,25 * 10^6) * 100% = 0,0295%
Совет:
Чтобы лучше понять теплообмен и расчеты с теплотой, рекомендуется изучать законы сохранения энергии и теплоту. Также полезно разобраться с концепцией удельной теплоемкости различных веществ.
Практика:
Масса алюминиевой палки составляет 0,2 кг. Если в ее течение минуты температура повысилась на 30 градусов Цельсия, сколько теплоты было передано палке? (Удельная теплоемкость алюминия - 900 Дж/кг*°C).