Контрольная работа по физике Жители сел Чурапчинского района Якутии зимой привозят лед с ближайшего озера Чурапча и хранят в погребе, чтобы при необходимости получать питьевую воду. Температура в погребе -12°С.
Для приготовления супа жительница села подготовила 8 кг льда и алюминиевую кастрюлю массой 1,5кг (кастрюля находилась в погребе).
Какое количество энергии было затрачено суммарно на нагрев воды и кастрюли до температуры кипения воды? Какую массу топлива затратили, если известно, что это был природный газ?
Можно использовать формулы
Q=cm△t
Q=gm
Q= лямба m

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества энергии, затраченной на нагрев воды и кастрюли до температуры кипения воды, воспользуемся формулой:
Q = mcΔt,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, Δt - изменение температуры.

Начнем с кастрюли. Пусть ее удельная теплоемкость составляет 0,9 Дж/(г∙°C). Изначальная температура кастрюли -12°С, а температура кипения воды 100°С. Из формулы Q = mcΔt получаем, что количество энергии, затраченное на нагрев кастрюли до температуры кипения воды, равно:
Q1 = 1,5кг 0,9 Дж/(г∙°C) (100°С - (-12°С)) = 189 Дж.

Теперь рассмотрим воду. Удельная теплоемкость воды составляет 4,186 Дж/(г∙°C). Изначальная температура воды также -12°С. Для нагрева воды до температуры кипения необходимо:
Q2 = 8кг 4,186 Дж/(г∙°C) (100°С - (-12°С)) = 3 250,08 Дж.

Таким образом, суммарное количество энергии, затраченное на нагрев воды и кастрюли до температуры кипения, составляет 189 Дж + 3 250,08 Дж = 3 439,08 Дж.

Чтобы рассчитать массу топлива, израсходованного на нагрев воды и кастрюли, воспользуемся формулой:
Q = λm,
где λ - теплота сгорания топлива.

Для природного газа теплота сгорания составляет около 50 MJ/kg = 50 000 000 Дж/кг. Из формулы Q = λm найдем массу израсходованного природного газа:
3 439,08 Дж = 50 000 000 Дж/кг * m,
m ≈ 0,00007 кг = 0,07 г.

Таким образом, для нагрева воды и кастрюли до температуры кипения воды было израсходовано примерно 0,07 г природного газа.