Номер 3.14, страница 16 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.14, страница 16.

Условие.

3.14 В каком случае выделится большее количество теплоты: при сгорании каменного угля массой 5 кг или торфа той же массы? На сколько больше?

Решение.

Дано:

$m_{угля} = 5$ кг

$m_{торфа} = 5$ кг

Для решения задачи воспользуемся табличными значениями удельной теплоты сгорания топлива:

Удельная теплота сгорания каменного угля $q_{угля} = 2.9 \cdot 10^7$ Дж/кг.

Удельная теплота сгорания торфа $q_{торфа} = 1.4 \cdot 10^7$ Дж/кг.

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

В каком случае выделится больше теплоты и на сколько? ($\Delta Q$)

Решение:

Количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива, рассчитывается по формуле:

$Q = q \cdot m$,

где $\text{q}$ — удельная теплота сгорания топлива, а $\text{m}$ — его масса.

Поскольку масса угля и торфа одинакова ($m = 5$ кг), большее количество теплоты выделится при сгорании того топлива, у которого больше удельная теплота сгорания ($\text{q}$).

Сравним удельные теплоты сгорания: $q_{угля} = 2.9 \cdot 10^7$ Дж/кг, а $q_{торфа} = 1.4 \cdot 10^7$ Дж/кг.

Так как $2.9 \cdot 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} > 1.4 \cdot 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$, то при сгорании каменного угля выделится больше теплоты.

Теперь рассчитаем количество теплоты для каждого вида топлива и найдем разницу.

1. Количество теплоты при сгорании 5 кг каменного угля:

$Q_{угля} = q_{угля} \cdot m_{угля} = 2.9 \cdot 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 5 \text{ кг} = 14.5 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 145 \text{ МДж}$.

2. Количество теплоты при сгорании 5 кг торфа:

$Q_{торфа} = q_{торфа} \cdot m_{торфа} = 1.4 \cdot 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 5 \text{ кг} = 7.0 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 70 \text{ МДж}$.

3. Найдем, на сколько больше теплоты выделится при сгорании угля:

$\Delta Q = Q_{угля} - Q_{торфа} = 145 \text{ МДж} - 70 \text{ МДж} = 75 \text{ МДж}$.

Ответ: при сгорании каменного угля выделится большее количество теплоты, чем при сгорании торфа, на $75 \text{ МДж}$.