Расчет нагрева воды при сжигании каменного угля
Для решения задачи необходимо знать количество теплоты, которое выделяется при сгорании 50 г каменного угля, и использовать его для нагревания воды.
Этап 1: Рассчитываем теплоту сгорания угля
Удельная теплота сгорания каменного угля принимается равной ( q = 29 \, ext{МДж/кг} ). Для 50 г угля теплоту можно рассчитать по формуле:
[ Q = m \cdot q ]
где:
- ( m = 0.05 \, ext{кг} ) — масса угля,
- ( q = 29 \, ext{МДж/кг} = 29000000 \, ext{Дж/кг} ).
Подставим значения в формулу:
[ Q = 0.05 \, ext{кг} \cdot 29000000 \, ext{Дж/кг} = 1450000 \, ext{Дж} ]
Этап 2: Определяем изменение температуры воды
Известно, что вся выделившаяся теплота идет на нагревание воды. Энергия, необходимая для изменения температуры вещества, определяется уравнением:
[ Q = c \cdot m \cdot \Delta T ]
где:
- ( c = 4200 \, ext{Дж/(кг}\cdot ext{°C)} ) — удельная теплоемкость воды,
- ( m = 7 \, ext{кг} ) — масса воды,
- ( \Delta T ) — изменение температуры.
Выразим ( \Delta T ):
[ \Delta T = \frac{Q}{c \cdot m} ]
Подставим значения:
[ \Delta T = \frac{1450000 \, ext{Дж}}{4200 \, ext{Дж/(кг}\cdot ext{°C)} \cdot 7 \, ext{кг}} = 49.1 \, ext{°C} ]
Таким образом, сжигание 50 г каменного угля может нагреть 7 кг воды примерно на 49.1 °C.
Категория: Физика
Теги: теплотехника, каменный уголь, термодинамика