ID: 00021771
Сжигая 80 г бензина, воду массой 5 кг нагревают от 20 °C до 100 °C и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании бензина 60 % энергии передаётся на нагревание воды?
Источник: Школково #105847 · Банк ФИПИ
Бензин сгорает и отдаёт воде только 60 % своей энергии. Эта энергия делится на два дела: нагреть всю воду от 20 °C до кипения и испарить какую-то её часть. Ищем массу испарившейся части.
1) Теплота сгорания: Q=qm_{\text{б}}, где q=4{,}6\cdot10^7 Дж/кг.
2) Нагревание: Q=c m_{\text{в}}(t_2-t_1), где c=4200 Дж/(кг·°C).
3) Парообразование: Q=Lm_{\text{п}}, где L=2{,}3\cdot10^6 Дж/кг.
4) Уравнение теплового баланса: 0{,}6qm_{\text{б}}=cm_{\text{в}}(t_2-t_1)+Lm_{\text{п}}.
m_{\text{п}}=\dfrac{0{,}6qm_{\text{б}}-cm_{\text{в}}(t_2-t_1)}{L}.
Полезная энергия: 0{,}6\cdot4{,}6\cdot10^7\cdot0{,}08=2{,}208\cdot10^6 Дж. На нагрев: 4200\cdot5\cdot80=1{,}68\cdot10^6 Дж.
m_{\text{п}}=\dfrac{2{,}208\cdot10^6-1{,}68\cdot10^6}{2{,}3\cdot10^6}=\dfrac{0{,}528\cdot10^6}{2{,}3\cdot10^6}\approx0{,}23 кг =230 г.
Ответ: m_{\text{п}}\approx0{,}23 кг (\approx230 г).
m_{\text{п}}\approx0{,}23 кг (\approx230 г)