!!!ПОМОГИТЕ С ФИЗИКОЙ
При сгорании 500 г торфа выделяется теплота, которая расходуется на нагревание и испарение воды. Какая масса воды была использована, если она нагрелась на 80 ºС и на её испарение израсходовано 70 % всей выделившейся энергии при горении? Удельная теплота сгорания торфа — 14 МДж/кг, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг ∙ ºС). Ответ укажите в СИ и округлите до целого числа.
Ответы
Ответ:
Сначала найдём теплоту, выделяющуюся при сгорании 500 г (0,5 кг) торфа:
Q_торфа = масса_торфа * удельная_теплота_сгорания = 0,5 кг * 14 * 10^6 Дж/кг = 7 * 10^6 Дж
Затем найдём теплоту, которая идёт на нагревание воды:
Q_нагрева_воды = масса_воды * удельная_теплоёмкость_воды * ΔT
где ΔT - изменение температуры воды
Выразим массу воды через выделенную теплоту при горении торфа и найденную теплоту на нагрев воды:
масса_воды = Q_нагрева_воды/ (удельная_теплоёмкость_воды * ΔT)
Теплота, используемая на испарение воды, составляет 70% от общей выделенной теплоты при горении торфа, поэтому:
Q_испарения_воды = 0,7 * Q_торфа
Теплота, идущая на нагрев и испарение воды составляет:
Q_нагрева_воды_и_испарения_воды = Q_нагрева_воды + Q_испарения_воды
Теплота, идущая только на нагрев воды, составляет:
Q_нагрева_воды = Q_нагрева_воды_и_испарения_воды - Q_испарения_воды
Теперь можем подставить известные значения и решить уравнение:
Q_нагрева_воды = (масса_воды * удельная_теплоёмкость_воды * ΔT) - (0,7 * Q_торфа)
Решением этого уравнения будет масса воды:
масса_воды = (Q_нагрева_воды + 0,7 * Q_торфа) / (удельная_теплоёмкость_воды * ΔT)
Подставим известные значения:
масса_воды = ( (0,5 кг * 4200 Дж/(кг ∙ ºС) * 80 ºС) + (0,7 * 7 * 10^6 Дж) ) / (4200 Дж/(кг ∙ ºС) * 80 ºС) = 167 кг
Итак, масса использованной воды составляет 167 кг. Ответ: 167.