КПД процесса: n = Q1/Q2, где Q1 - теплота, идущая на нагревание воды+нагревание кастрюли; Q2 - теплота, выделяемая при сжигании спирта(учитываем, что кастрюля и вода нагреваются до одной и той же температуры, это очевидно);
Q1 = cm(t2-t1)+cкmк(t2-t1), с - удельная теплоемкость воды; сk - удельная теплоемкость алюминия; mк - масса кастрюли; m = ρV = 3 кг - масса воды; t2 - искомая температура, t1= 20 гр;
Q2 = λmс, где λ - удельная теплота сгорания спирта, mс - масса спирта
n = (cm(t2-t1)+ckmk(t2-t1))/λmс => cm(t2-t1)+ckmk(t2-t1)=nλmс
(t2-t1) ( cm+ckmk) = nλmс
t2-t1 = nλmс/(cm+ckmk)
t2 = nλmс/(cm+ckmk) + t1
Все значения теплоемкостей берете из таблицы и подставляете в формулу, не забудьте перевести в единицы СИ, удачи!
1.Q = С * m * ∆t, где С — удельная теплоемкость стали
( С = 500 Дж/( кг*К ) ), m — масса стальной детали ( m = 500 г = 0,5 кг ), ∆t — изменение температуры стальной детали ( ∆t = 20 ºС ).
Q = С * m * ∆t = 500 * 0,5 * 20 = 5000 Дж = 5кДж.
Внутренняя энергия стальной детали возрастет на 5 кДж.
2.Q=38000 ктж
Масса-?
Удельная теплота сгорания пороха (С) =3800кДж,
Q=С\m.
m=С\Q
значит
38000(кДж) /3800(кДж/кг) =10кг.
3. Q=c*m*(T2-T1)
ΔT=T2-T1
Qо=Со*m*ΔT; Qл=Сл*m*ΔT.
Qo/Qл=Со/Сл=250/380=25/38=0,658
Qo=0,658Qл.
4.Q1 =Q2.
Q1 = q * m1, где q — удельная теплота сгорания бензина
( q = 4,6 * 107 Дж/кг ), m1 — масса сгоревшего бензина ( m1 = 20 г = 0,02 кг ).
Q2 = С * m2 * ∆t, где С — удельная теплоемкость воды ( С = 4200 Дж/ ( кг*К ) ),
m – масса воды ( m = 20 кг ),
∆t – изменение температуры воды ( ºС ).
q * m1 = С * m2 * ∆t.
∆t = q * m1 / ( С * m2 ) = 4,6 * 107 * 0,02 / ( 4200 * 20 ) ≈ 11 ºС.
Температура воды увеличится на 11 ºС.
5.Пористый. Он содержит в промежутках воздух - отличный теплоизолятор