Яка кількість теплоти виділиться при повному згорянні 20 кг бензину? Скільки води можна нагріти від 20 °С до 65 °С цією кількістю теплоти?
Ответы
Ответ:
Для розрахунку кількості теплоти, що виділиться при повному згорянні 20 кг бензину, потрібно врахувати об'ємне співвідношення.
Співвідношення двигунів дизельних і бензинових автомобілів, як правило, становить 1:18, тобто 1 кг палива (бензину) виділяє 18 кг вуглекислого газу (СО2) та води (Н2О).
Отже, в результаті повного згоряння 20 кг бензину виділиться:
20 кг * 18 = 360 кг вуглекислого газу та води.
Там, де є вуглекислий газ, застосовується законство Лавуазьє-Antoine, згідно з яким один кубічний метр вуглекислого газу за розподільних умов має масу 1,964 г.
Таким чином, 360 кг вуглекислого газу в результаті згоряння 20 кг бензину можна перевести на метричну систему одиниць:
360 кг * 1964 = 707040 г або 707,04 кг.
Оскільки один грам води має теплоємність 4,18 Дж/г∙°С, для розрахунку кількості теплоти, необхідно спочатку визначити різницю температур:
ΔТ = 65 °С - 20 °С = 45 °С
Кількість теплоти, необхідної для нагрівання певної кількості води, визначається за формулою:
Q = m * c * ΔТ
де Q - кількість теплоти (в джоулях),
m - маса води (в грамах),
c - теплоємність води (4,18 Дж/г∙°С),
ΔТ - різниця температур (в °С).
Отже, кількість теплоти, необхідної для нагрівання води, буде:
Q = 707,04 кг * 1000 г/кг * 4,18 Дж/г∙°С * 45 °С = 133359084 Дж.
Тобто, кількість теплоти, виділена при повному згорянні 20 кг бензину, дорівнює 133359084 Дж.
Цією кількістю теплоти можна нагріти воду з 20 °С до 65 °С.