Грузовик имеет квадратное тело с размерами a = 70 см, b = 2 м, c = 50 см и плотностью 2,7 г / см³ на расстоянии трех метров. Рассчитайте потребляемую энергию.
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета количества теплоты:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты (Дж), m - масса вещества (кг), c - удельная теплоемкость (Дж/кг·К), ΔT - изменение температуры (К).
Масса воды равна 3600 литров, что равно 3600 кг (так как плотность воды равна 1 кг/л).
Теперь можем рассчитать количество теплоты, используя следующее решение:
Qводы = mводы * cводы * ΔTводы
где ΔTводы - изменение температуры воды.
Масса угля, сожженного в топке, равна 42 кг. Теплота, выделяющаяся при сгорании угля равна 30 МДж/кг. Мы можем рассчитать количество теплоты от сгорания угля:
Qугля = mугля * qугля
где qугля - удельная теплота сгорания угля.
Теплота отдачи от топки равна 30% от количества теплоты от сгорания угля:
Qотдачи = Qугля * 0.30
Количество теплоты, которое поглощает вода, равно количеству теплоты от сгорания угля минус количество теплоты отдачи от топки:
Qпоглощаемая = Qугля - Qотдачи
Теперь, зная количество поглощаемой теплоты и массу воды, мы можем рассчитать изменение температуры воды:
Qпоглощаемая = mводы * cводы * ΔTводы
Решая это уравнение относительно ΔTводы, получим:
ΔTводы = Qпоглощаемая / (mводы * cводы)
Теперь, можем приступить к расчету:
1. Рассчитаем количество теплоты, выделяющейся при сгорании угля:
Qугля = mугля * qугля
Qугля = 42 кг * (30 * 10^6 Дж/кг) = 1.26 * 10^9 Дж
Добрый день, ученик! Спасибо за интересный вопрос. Давайте разберемся вместе.
Для начала, нам понадобятся некоторые физические формулы. Первая формула, которую мы будем использовать, - это формула для средней кинетической энергии молекул газа:
Ek = (3/2) * k * T,
где Ek - средняя кинетическая энергия молекулы, k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^-23 Дж/К), а T - температура в кельвинах.
Переведем температуру из градусов Цельсия в кельвины:
T (в К) = Т (в °C) + 273,15.
Значит, в нашем случае T = 27 °C + 273,15 = 300,15 K.
Теперь мы можем рассчитать среднюю кинетическую энергию молекул гелия. Подставляем значения в формулу:
Ek = (3/2) * (1,38 * 10^-23 Дж/К) * 300,15 K.
Теперь выполняем вычисления:
Ek = (3/2) * (1,38 * 10^-23 Дж/К) * 300,15 K ≈ 621,45 * 10^-23 Дж.
Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул гелия составляет около 621,45 * 10^-23 Дж.
Теперь перейдем к рассчету давления газа. Для этого мы воспользуемся формулой идеального газа:
P * V = n * R * T,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль К)), T - температура в кельвинах.
Мы знаем объем гелия (V = 100 л) и температуру (T = 300,15 K), но нам нужно узнать количество вещества газа (n) для рассчета давления.
Найдем количество вещества с использованием массы гелия:
n = масса / молярная масса,
где молярная масса гелия равна 4 г/моль.
Подставим заданные значения:
n = 160 г / 4 г/моль = 40 моль.
Теперь у нас есть все данные для рассчета давления газа:
P * V = n * R * T,
Подставляем значения и решаем уравнение относительно давления газа (P):
P = (n * R * T) / V.
Выполняем вычисления:
P = (40 моль * 8,314 Дж/(моль К) * 300,15 K) / 100 л.
P = (99 737,2 Дж) / 100 л.
P ≈ 997,372 Па.
Таким образом, давление гелия составляет около 997,372 Па.
Я надеюсь, что мое объяснение было понятным и полезным. Если у тебя остались вопросы, пожалуйста, задавай их!
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты (Дж), m - масса вещества (кг), c - удельная теплоемкость (Дж/кг·К), ΔT - изменение температуры (К).
Масса воды равна 3600 литров, что равно 3600 кг (так как плотность воды равна 1 кг/л).
Теперь можем рассчитать количество теплоты, используя следующее решение:
Qводы = mводы * cводы * ΔTводы
где ΔTводы - изменение температуры воды.
Масса угля, сожженного в топке, равна 42 кг. Теплота, выделяющаяся при сгорании угля равна 30 МДж/кг. Мы можем рассчитать количество теплоты от сгорания угля:
Qугля = mугля * qугля
где qугля - удельная теплота сгорания угля.
Теплота отдачи от топки равна 30% от количества теплоты от сгорания угля:
Qотдачи = Qугля * 0.30
Количество теплоты, которое поглощает вода, равно количеству теплоты от сгорания угля минус количество теплоты отдачи от топки:
Qпоглощаемая = Qугля - Qотдачи
Теперь, зная количество поглощаемой теплоты и массу воды, мы можем рассчитать изменение температуры воды:
Qпоглощаемая = mводы * cводы * ΔTводы
Решая это уравнение относительно ΔTводы, получим:
ΔTводы = Qпоглощаемая / (mводы * cводы)
Теперь, можем приступить к расчету:
1. Рассчитаем количество теплоты, выделяющейся при сгорании угля:
Qугля = mугля * qугля
Qугля = 42 кг * (30 * 10^6 Дж/кг) = 1.26 * 10^9 Дж
2. Рассчитаем количество теплоты, отданное топкой:
Qотдачи = Qугля * 0.30
Qотдачи = 1.26 * 10^9 Дж * 0.30 = 3.78 * 10^8 Дж
3. Расчитаем количество теплоты, которое поглощает вода:
Qпоглощаемая = Qугля - Qотдачи
Qпоглощаемая = 1.26 * 10^9 Дж - 3.78 * 10^8 Дж = 8.82 * 10^8 Дж
4. Рассчитаем изменение температуры воды:
ΔTводы = Qпоглощаемая / (mводы * cводы)
ΔTводы = (8.82 * 10^8 Дж) / (3600 кг * 4200 Дж/кг·К) ≈ 56.04 К
Изначально вода имела температуру 10 °C, значит окончательная температура будет равна 10 °C + 56.04 К ≈ 66.04 °C.
Таким образом, окончательная температура нагретой воды будет примерно равна 66.04 °C.
Ответ: C) 60 °C.