Вчайник из алюминия m = 400 г налили воду объемом 2 л при t=10°c и поставили на газовую горелку, доведя систему до кипения (t=100°c). какая масса природного газа сгорела, если на тепловые процессы ушла половина энергии сгоревшего топлива?
Итак, теплота полученная системой идёт на нагревание воды и чайника. Теплоёмкость воды c1=4200 Дж/(кг*°C), теплоёмкость алюминия с2=920 Дж/(кг*°C). И чайник и вода нагреваются до 100 градусов Цельсия. Теплота, полученная системой
Q=c1*mв*(100-10)+с2*m(100-10)=789120 Дж
Из условия ясно, что при сгорании топлива выделилась вдвое большая энергия, то есть Qт=1578240 Дж. Пусть M - масса топлива. Удельная теплота сгорания природного газа
Первоначально уровень воды в стакане и в блюдце будет одинаков. После определённого кол-ва времени можно заметить, что уровень воды в стакане повысился. Причиной этому является охлаждение тёплого воздуха в стакане до температуры окружающей среды, т.к. в течении всего этого времени происходил теплообмен. Вследствие этого давление воздуха в стакане понизилось и стало меньше, чем давление воздуха, находящегося вне стакана. ( Говоря проще воздух охладился, уменьшил свой объём, а вода заполнила это освободившееся пространство) Вроде так как-то.
Первоначально уровень воды в стакане и в блюдце будет одинаков. После определённого кол-ва времени можно заметить, что уровень воды в стакане повысился. Причиной этому является охлаждение тёплого воздуха в стакане до температуры окружающей среды, т.к. в течении всего этого времени происходил теплообмен. Вследствие этого давление воздуха в стакане понизилось и стало меньше, чем давление воздуха, находящегося вне стакана. ( Говоря проще воздух охладился, уменьшил свой объём, а вода заполнила это освободившееся пространство) Вроде так как-то.
m=400 г=0.4 кг
V=2 л=0.002 м³
mв=ρV=2 кг
t1=10°C
t2=100°C
Итак, теплота полученная системой идёт на нагревание воды и чайника. Теплоёмкость воды c1=4200 Дж/(кг*°C), теплоёмкость алюминия с2=920 Дж/(кг*°C). И чайник и вода нагреваются до 100 градусов Цельсия. Теплота, полученная системой
Q=c1*mв*(100-10)+с2*m(100-10)=789120 Дж
Из условия ясно, что при сгорании топлива выделилась вдвое большая энергия, то есть Qт=1578240 Дж. Пусть M - масса топлива. Удельная теплота сгорания природного газа
q=35.5 МДж/м³=35.5*10^6 Дж/м³
Отсюда легко найти объем Vг сгоревшего газа
Qт=Vг*q
Vг=Qт/q=0.044 м³
Примем плотность природного газа за 0.77 кг/м³
Тогда масса сгоревшего газа M=0.77*0.044=34г