Номер 3.6, страница 15 - гдз по физике 8 класс задачник Артеменков, Ломаченков

III. Тепловые двигатели - номер 3.6, страница 15.

Условие.

3.6. Можно ли рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном сгорании $1 \text{ м}^3$ природного газа? Какие данные для этого необходимы?

Решение.

Можно ли рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном сгорании 1 м³ природного газа?

Да, рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном сгорании заданного объема природного газа, возможно. Эта величина является одной из основных характеристик процесса горения топлива и определяется физическими законами.

Ответ: Да, рассчитать количество теплоты возможно.

Какие данные для этого необходимы?

Для расчета количества теплоты ($\text{Q}$), которое выделится при полном сгорании 1 м³ природного газа ($\text{V}$), необходимы следующие данные:

1. Удельная теплота сгорания природного газа ($\text{q}$). Это основная физическая величина, необходимая для расчета. Она показывает, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании единицы объема топлива. Для газообразного топлива ее обычно выражают в джоулях на кубический метр (Дж/м³). Это справочное значение, которое зависит от состава газа. Природный газ — это смесь (в основном метан, $CH_4$), поэтому его теплота сгорания может варьироваться. Для точных расчетов нужно знать значение $\text{q}$ для конкретного типа газа.

2. Объем сгораемого газа ($\text{V}$). В условии задачи он задан и равен 1 м³.

Расчет производится по формуле:

$Q = q \cdot V$

Для более точных расчетов могут потребоваться также условия (температура и давление), при которых был измерен объем газа. Это связано с тем, что справочные значения удельной теплоты сгорания обычно приводятся для стандартных условий (например, температура 20 °C и давление 101325 Па). Объем газа сильно зависит от температуры и давления, поэтому для точного расчета может потребоваться пересчет объема к стандартным условиям. Если удельная теплота сгорания известна для единицы массы ($q_m$, в Дж/кг), то для расчета дополнительно потребуется плотность газа ($\rho$) при заданных условиях. Тогда формула примет вид: $Q = q_m \cdot m = q_m \cdot \rho \cdot V$.

Например, если принять среднее значение удельной теплоты сгорания природного газа $q \approx 34 \cdot 10^6$ Дж/м³ (при стандартных условиях), то для $V = 1$ м³ количество выделившейся теплоты составит:

$Q = (34 \cdot 10^6 \, \text{Дж/м³}) \cdot 1 \, \text{м³} = 34 \cdot 10^6 \, \text{Дж} = 34 \, \text{МДж}$

Ответ: Для расчета необходима удельная теплота сгорания природного газа ($\text{q}$). Для более точных вычислений могут понадобиться данные о составе газа, его температуре и давлении.