Global EE

Количество… — Задание Физика 8 Класс №00049230

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Количество Теплоты и Энергия Топлива

№2. Задание без номера

ID: 00049230

Определите массу спирта, который потребуется, чтобы довести до кипения $200\text{ г}$ воды, взятой при температуре $25\text{ }{}^\circ\text{С}$. КПД спиртовки $25\%$. Удельная теплота сгорания спирта $27\ \dfrac{\text{МДж}}{\text{кг}}$, удельная теплоёмкость воды $4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{С}}$.

Ответ дайте в граммах, округлив до целых.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Спиртовка греет воду, но на неё идёт только часть теплоты сгоревшего спирта. Остальное уходит в воздух. Именно это и показывает КПД: какая доля затраченной теплоты стала полезной.

Полезная теплота — та, что получила вода. Масса $0{,}2$ кг, кипит вода при $100$ °С, поэтому нагрев $100-25=75$ °С:

$$Q_{\text{п}}=cm\Delta t=4200\cdot 0{,}2\cdot 75=63\,000\text{ Дж}$$

КПД $25\%$ означает, что это только четверть всей теплоты сгоревшего спирта. Значит, вся теплота:

$$Q_{\text{з}}=\dfrac{Q_{\text{п}}}{0{,}25}=\dfrac{63\,000}{0{,}25}=252\,000\text{ Дж}$$

Из формулы $Q=qm$ находим массу спирта:

$$m=\dfrac{252\,000}{27\,000\,000}\approx 0{,}0093\text{ кг}\approx 9\text{ г}$$

Проверим себя прямым счётом, пока без округления: $0{,}0093$ кг спирта дают $0{,}0093\cdot 27\,000\,000\approx 251\,000$ Дж, а четверть этого примерно $63\,000$ Дж. Сколько и нужно воде.

Ответ

9
Другие задания по теме «Количество Теплоты и Энергия Топлива» (8)