Номер 3.15, страница 16 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.15, страница 16.

Условие.

3.15 В топке котельной был сожжён торф массой 10 т. Каким количеством каменного угля, природного газа можно было заменить сгоревший торф?

Решение.

Дано:

Масса торфа, $m_т = 10$ т

Удельная теплота сгорания торфа, $q_т = 1.4 \cdot 10^7$ Дж/кг

Удельная теплота сгорания каменного угля, $q_у = 3.0 \cdot 10^7$ Дж/кг

Удельная теплота сгорания природного газа, $q_г = 4.4 \cdot 10^7$ Дж/кг

Перевод в систему СИ:

$m_т = 10 \text{ т} = 10 \cdot 10^3 \text{ кг} = 10^4$ кг

Найти:

$m_у$ — ?

$m_г$ — ?

Решение:

Для замены одного вида топлива другим необходимо, чтобы при их сгорании выделялось одинаковое количество теплоты. Количество теплоты $\text{Q}$, выделяющееся при сгорании топлива, рассчитывается по формуле:

$Q = q \cdot m$

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

Вычислим количество теплоты, которое выделилось при сгорании 10 т торфа:

$Q_т = q_т \cdot m_т = 1.4 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 10^4 \text{ кг} = 1.4 \cdot 10^{11}$ Дж.

Каменный уголь

Массу каменного угля $m_у$, которая выделит такое же количество теплоты, найдем из условия $Q_у = Q_т$:

$q_у \cdot m_у = Q_т$

$m_у = \frac{Q_т}{q_у} = \frac{1.4 \cdot 10^{11} \text{ Дж}}{3.0 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг}} \approx 4667 \text{ кг}$

Выразим массу в тоннах: $m_у \approx 4.7$ т.

Ответ: 10 т торфа можно было заменить 4.7 т каменного угля.

Природный газ

Массу природного газа $m_г$, которая выделит такое же количество теплоты, найдем из условия $Q_г = Q_т$:

$q_г \cdot m_г = Q_т$

$m_г = \frac{Q_т}{q_г} = \frac{1.4 \cdot 10^{11} \text{ Дж}}{4.4 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг}} \approx 3182 \text{ кг}$

Выразим массу в тоннах: $m_г \approx 3.2$ т.

Ответ: 10 т торфа можно было заменить 3.2 т природного газа.