Чайник, що стоїть на газовому пальнику, містить 2 л води за температури 20 °С. Для нагрівання води витратили 42 г природного газу. Визначте температуру води в чайнику, якщо вода одержала 40 % тепла, яке може бути виділено під час повного згоряння цього газу.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Спочатку знайдемо теплову потужність природного газу, яке витратили:

1 г природного газу виділяє 56 кДж тепла
42 г природного газу виділяють 42 * 56 = 2352 кДж тепла

Тепер знайдемо, яке кількість тепла отримала вода:

40 % тепла від 2352 кДж = 0.4 * 2352 = 940 кДж

Далі скористаємося рівнянням теплової обміну:

m1 c1 (T2 - T1) = m2 c2 (T2 - T1)

де m1 - маса першої речовини (вода), c1 - її теплоємність, m2 - маса другої речовини (природний газ), c2 - її теплоємність, T1 - початкова температура, T2 - кінцева температура

Теплоємність води приблизно 4.18 kJ/(kgK), теплоємність природного газу приблизно 2 kJ/(kgK)

Підставимо в наше рівняння відомі значення:

2 кг 4.18 kJ/(kgK) (T2 - 20) = 0.042 кг 2 kJ/(kgK) (T2 - 20)

8.36 (T2 - 20) = 0.084 (T2 - 20)

T2 = (0.084 * 20 + 8.36) / (0.084 - 8.36) ≈ 293.2 K

Отже, температура води в чайнику після нагрівання буде близько 293.2 K, або приблизно 20.2 °C.