Номер 3.17, страница 16 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.17, страница 16.

Условие.

3.17 Определите, какое количество теплоты выделится при полном сгорании смеси массой 10 кг, содержащей спирт и бензин в отношении 2 : 3.

Решение.

Дано:

Масса смеси, $m_{смеси} = 10$ кг
Отношение масс спирта и бензина, $m_{с} : m_{б} = 2 : 3$
Удельная теплота сгорания спирта (этанола), $q_{с} = 2,7 \cdot 10^7$ Дж/кг (табличное значение)
Удельная теплота сгорания бензина, $q_{б} = 4,6 \cdot 10^7$ Дж/кг (табличное значение)

Все данные уже представлены в системе СИ.

Найти:

Общее количество теплоты, $Q_{общ}$

Решение:

1. Определим массы спирта ($m_{с}$) и бензина ($m_{б}$) в смеси. Соотношение масс 2:3 означает, что вся смесь состоит из $2 + 3 = 5$ частей. Общая масса смеси $m_{смеси} = m_{с} + m_{б} = 10$ кг. Масса одной части составляет: $m_{часть} = \frac{m_{смеси}}{5} = \frac{10 \text{ кг}}{5} = 2$ кг. Следовательно, масса спирта в смеси: $m_{с} = 2 \cdot m_{часть} = 2 \cdot 2 \text{ кг} = 4$ кг. А масса бензина: $m_{б} = 3 \cdot m_{часть} = 3 \cdot 2 \text{ кг} = 6$ кг.

2. Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при сгорании каждого компонента. Количество теплоты при сгорании топлива находится по формуле: $Q = q \cdot m$, где $\text{q}$ — удельная теплота сгорания, $\text{m}$ — масса топлива. Количество теплоты от сгорания спирта: $Q_{с} = q_{с} \cdot m_{с} = 2,7 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 4 \text{ кг} = 10,8 \cdot 10^7$ Дж. Количество теплоты от сгорания бензина: $Q_{б} = q_{б} \cdot m_{б} = 4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 6 \text{ кг} = 27,6 \cdot 10^7$ Дж.

3. Общее количество выделившейся теплоты ($Q_{общ}$) равно сумме теплоты, выделившейся при сгорании каждого компонента смеси: $Q_{общ} = Q_{с} + Q_{б}$ $Q_{общ} = 10,8 \cdot 10^7 \text{ Дж} + 27,6 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 38,4 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 3,84 \cdot 10^8$ Дж. Для удобства можно перевести джоули в мегаджоули ($1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$): $Q_{общ} = 384 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 384$ МДж.

Ответ: $3,84 \cdot 10^8$ Дж (или 384 МДж).