Сколько кг сухой древесины необходимо сжечь, чтобы нагреть 12 кг воды от 27 °C до температуры кипения, пренебрегая

Тема урока: Расчет теплообмена при сжигании древесины.

Инструкция:

Для решения задачи по теплообмену необходимо использовать закон сохранения энергии. Мы будем исходить из того, что потери энергии минимальны и пренебрежем ими.

Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 27 °C до температуры кипения. Для этого используем формулу:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты (в Дж), m - масса вещества (в кг), c - удельная теплоемкость (в Дж/кг·°C), ΔT - изменение температуры (в °C).

В нашем случае масса воды равна 12 кг, изменение температуры равно 100 °C (температура кипения минус начальная температура), а удельная теплоемкость воды принимается равной 4,186 Дж/кг·°C.

Подставим значения в формулу:

Q = 12 * 4,186 * 100 = 5023,2 Дж.

Далее, мы должны найти количество древесины, которое нужно сжечь, чтобы выделенная энергия равнялась количеству теплоты, необходимому для нагрева воды. Пусть количество сухой древесины будет равно m_д.

Для сжигания 1 кг сухой древесины выделяется около 20 000 Дж. Тогда для массы m_д, количество выделенной энергии будет:

E = 20000 * m_д,

где E - выделенная энергия (в Дж).

Мы знаем, что E должно быть равно 5023,2 Дж:

20000 * m_д = 5023,2.

Решим это уравнение относительно m_д:

m_д = 5023,2 / 20000 = 0,25116 кг (округляем до 0,25 кг).

Таким образом, для нагрева 12 кг воды от 27 °C до температуры кипения необходимо сжечь около 0,25 кг сухой древесины.

Демонстрация:
Задача: В буржуйном доме хозяйка кинула дрова в печку, чтобы разогреть 20 кг воды из скважины от 17 °C до температуры кипения. Сколько дров должна была бросить женщина?
Совет: Перед решением задачи обратите внимание на данные, необходимые для расчета, такие как масса воды, удельная теплоемкость и изменение температуры.
Ещё задача: Сколько кг древесины будет требоваться для нагрева 8 кг воды от 15 °C до температуры кипения? (Удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/кг·°C)