Яка кількість води може бути нагріта в алюмінієвій каструлі масою 12 кг за допомогою 800 г газу від 10 до 100°С, якщо

Суть вопроса: Тепловые процессы и закон сохранения энергии

Инструкция:

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии, которая гласит, что потери тепла равны полученному количеству тепла.

Сначала найдем количество тепла, которое было выделено газом. Для этого нам понадобится объем и плотность газа. Для удобства, переведем массу газа из граммов в килограммы:

Масса газа: 800 г = 0,8 кг

Затем найдем количество тепла, выделенного газом при нагревании от 10 до 100°С. Для этого мы можем использовать уравнение:

Q = m * c * ΔT,

где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Для алюминия удельная теплоемкость составляет около 900 Дж/кг·К, а масса алюминиевой кастрюли равна 12 кг. Температурный перепад равен 100 - 10 = 90°С. Подставим все значения в уравнение:

Q = 12 * 900 * 90 = 97200 Дж

Теперь найдем количество тепла, которое было рассеяно. Для этого мы знаем, что только 40% выделенной энергии было использовано. Умножим количество тепла, выделенное газом, на 0,4:

Q_рассеянное = 0,4 * 97200 = 38880 Дж

Наконец, найдем количество воды, которое можно нагреть с использованием этой энергии. Для этого нужно знать теплоту плавления выделения воды, которая принимается равной 4190 Дж/кг. Рассчитаем массу воды:

m_воды = Q_рассеянное / Lv

m_воды = 38880 / 4190 = 9,28 кг

Таким образом, количество воды, которое можно нагреть в алюминиевой кастрюле массой 12 кг при использовании 800 г газа от 10 до 100°С и затратив только 40% выделенной энергии, составляет около 9,28 кг.

Совет: Для более легкого понимания тепловых процессов и закона сохранения энергии, полезно изучить основные концепции удельной теплоемкости и уравнения, связанные с тепловыми расчетами. Также рекомендуется проводить практические опыты и решать задачи, чтобы закрепить концепции и формулы.

Дополнительное задание: Найдите количество тепла, необходимого для нагревания 5 кг железа от 20 до 100°С, если удельная теплоемкость железа составляет 450 Дж/кг·К.