Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 20 0С до 1120 0С медной детали массой 30 кг? Какое количество теплоты выделится при охлаждении железной заклепки массой 100 г на 900 0С? Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 400 г спирта? Какое количество теплоты воды можно нагреть от 15 0С до кипения, затратив 714 кДж теплоты? Какое количество теплоты потребуется для нагревания 200 г спирта от 18 0С до 48 0С в стеклянной колбе массой 50 г? Сколько надо сжечь керосина, чтобы вскипятить 22 кг воды, взятой при 20 0С? Считать, что вся теплота, полученная при сгорании керосина, пойдет на нагревание воды. Сколько нужно влить холодной воды при температуре 10 0С в 50 кг кипятка для получения смеси с температурой 45 0С? Для определения удельной теплоемкости вещества испытуемое тело массой 150 г и нагретое до 100 0С опустили в латунный калориметр массой 120 г, в котором находилось 200 г воды при температуре 16 0С. После этого температура воды в калориметре стала 22 0С. Определить удельную теплоемкость вещества. Какое количество дров потребуется, чтобы вскипятить 50 кг воды, имеющей температуру 10 0С, если КПД кипятильника 25%? Б*. Смешали 20 кг воды при температуре 90 0С и 150 кг воды при 23 0С. 15 % тепла, отданного горячей водой, пошло на нагревание окружающей среды. Определить конечную температуру воды.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нагревания медной детали сначала определим теплоемкость меди: С = 0.385 кДж/(кг·°C). Таким образом, количество теплоты Q, необходимое для нагревания меди составит:
Q = mcΔt = 30 кг × 0.385 кДж/(кг·°C) × (1120 - 20)°C = 12 900 кДж

Для железной заклепки:
Q = mcΔt = 100 г × 0.449 кДж/(кг·°C) × (900 - 20)°C = 38 610 кДж

При сгорании спирта выделяется 30 кДж/г, следовательно:
Q = 400 г × 30 кДж/г = 12 000 кДж

Для нагревания воды:
Q = mcΔt = 50 кг × 4.186 кДж/(кг·°C) × (100 - 15)°C = 16 491 кДж

Для спирта:
Q = mcΔt = 200 г × 2.46 кДж/(кг·°C) × (48 - 18)°C = 2 460 кДж

Для вскипячивания воды:
Q = mcΔt = 22 кг × 4.186 кДж/(кг·°C) × (100 - 20)°C = 7 378 кДж

Для получения смеси:
m1c1Δt1 + m2c2Δt2 = (m1 + m2)cсреднееΔtсреднее
где m1 = 50 кг, c1 = 4.186 кДж/(кг·°C), Δt1 = 45 - 100 = -55 °C
m2 = x (масса воды), c2 = 4.186 кДж/(кг·°C), Δt2 = 45 - 10 = 35 °C
Также известно, что cсреднее = 4.186 кДж/(кг·°C)
Подставляем все значения:
50 × 4.186 × (-55) + x × 4.186 × 35 = (50 + x) × 4.186 × 17.5
-9232.3 + 146.21x = 365.9 + 73.2x
9232.3 - 365.9 = 146.21x - 73.2x
8866.4 = 73.01x
x = 121.5 кг
Ответ: нужно влить 121.5 кг холодной воды.

Для определения удельной теплоемкости вещества используем формулу:
m1c1Δt1 = -m2c2Δt2
где m1 = 150 г, c1 - удельная теплоемкость вещества, Δt1 = 100 - 22 = 78°C
m2 = 200 г + 120 г = 320 г, c2 = 4.186 кДж/(кг·°C), Δt2 = 22 - 16 = 6°C
Подставляем известные данные:
150 × c1 × 78 = -320 × 4.186 × 6
11700c1 = -7993.92
c1 = -7993.92 / 11700
c1 ≈ -0.68 кДж/(кг·°C)
Удельная теплоемкость вещества составляет примерно -0.68 кДж/(кг·°C)

КПД кипятильника = 25%, следовательно, количество теплоты, необходимое для вскипячивания воды, будет:
Q = m·L·100/КПД, где m = 50 кг, L = 2260 кДж/кг
Q = 50 × 2260 × 100 / 25 = 452 000 кДж

После теплообмена:
m1c1Δt1 + m2c2Δt2 = (m1+m2)cсреднееΔtсреднее
где m1 = 20 кг, c1 = 4.186 кДж/(кг·°C), Δt1 = 90 - Tf
m2 = 150 кг, c2 = 4.186 кДж/(кг·°C), Δt2 = 23 - Tf
Пусть температура окружающей среды Tf
Подставляем значения:
20×4.186×(90-Tf) + 150×4.186×(23-Tf) = 170×4.186×(Tf-19)
80.744-4.04Tf+628.32-62.878Tf = 709.82Tf-3197.8
10.38+58.838Tf = 709.82Tf-3197.8
3208.18 = 650.982Tf
Tf = 4.93 °C
Ответ: конечная температура воды составляет 4.93 °C.