Электромагнитная… — Задание Физика 8 Класс №00050805

На ТЭС цепочка такая: уголь горит, выделяется теплота, вода превращается в пар, пар вращает турбину, турбина — генератор, и генератор отдаёт электроэнергию в сеть. По дороге большая часть теплоты теряется, до сети доходит только $40\%$. Пойдём по цепочке от конца к началу — от электроэнергии к углю.

Электроэнергия, которую станция отдаёт за час. Мощность в ваттах: $100\text{ МВт} = 10^{8}\text{ Вт}$, время в секундах: $1\text{ ч} = 3600\text{ с}$:

$$E = Pt = 10^{8}\cdot 3600 = 3{,}6\cdot 10^{11}\text{ Дж}.$$

Эта энергия — $40\%$ теплоты сгоревшего угля, то есть $E = 0{,}4\,Q$. Значит, теплоты выделилось больше:

$$Q = \dfrac{E}{0{,}4} = \dfrac{3{,}6\cdot 10^{11}}{0{,}4} = 9\cdot 10^{11}\text{ Дж}.$$

Теплота сгорания топлива $Q = qm$, отсюда масса угля:

$$m = \dfrac{Q}{q} = \dfrac{9\cdot 10^{11}}{3\cdot 10^{7}} = 3\cdot 10^{4}\text{ кг} = 30\,000\text{ кг}.$$

В тонне $1000\text{ кг}$, поэтому $30\,000\text{ кг} = 30\text{ т}$.

Проверим себя через один килограмм. Килограмм угля при сгорании даёт $3\cdot 10^{7}\text{ Дж}$, из них в электроэнергию превращается $0{,}4\cdot 3\cdot 10^{7} = 1{,}2\cdot 10^{7}\text{ Дж}$. На час работы нужно $\dfrac{3{,}6\cdot 10^{11}}{1{,}2\cdot 10^{7}} = 3\cdot 10^{4}\text{ кг}$ — те же $30\text{ т}$.