Номер 2, страница 142, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 36. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 2, страница 142.

Условие.

2. В каком случае выделится большее количество теплоты: при сгорании 10 л бензина или 1 м³ природного газа с плотностью 720 кг/м³?

Решение.

Дано:

$V_{бенз} = 10 \text{ л}$

$V_{газ} = 1 \text{ м}^3$

$\rho_{газ} = 720 \text{ кг/м}^3$

Физические константы из справочных таблиц:

Удельная теплота сгорания бензина: $q_{бенз} = 4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг}$

Удельная теплота сгорания природного газа: $q_{газ} = 4,4 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг}$

Плотность бензина: $\rho_{бенз} = 710 \text{ кг/м}^3$

Перевод в СИ:

$V_{бенз} = 10 \text{ л} = 10 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0,01 \text{ м}^3$

Найти:

Сравнить количество теплоты, выделившееся при сгорании бензина ($Q_{бенз}$) и природного газа ($Q_{газ}$).

Решение:

Чтобы определить, в каком случае выделится большее количество теплоты, необходимо рассчитать эту величину для каждого вида топлива и сравнить результаты. Количество теплоты $\text{Q}$, выделяющееся при сгорании топлива, вычисляется по формуле:

$Q = q \cdot m$

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

Массу топлива можно найти, зная его объем $\text{V}$ и плотность $\rho$, по формуле:

$m = \rho \cdot V$

Подставив выражение для массы в первую формулу, получим:

$Q = q \cdot \rho \cdot V$

1. Рассчитаем количество теплоты, которое выделится при сгорании 10 л бензина ($Q_{бенз}$).

Масса бензина:

$m_{бенз} = \rho_{бенз} \cdot V_{бенз} = 710 \text{ кг/м}^3 \cdot 0,01 \text{ м}^3 = 7,1 \text{ кг}$

Количество теплоты:

$Q_{бенз} = q_{бенз} \cdot m_{бенз} = 4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 7,1 \text{ кг} = 32,66 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 3,266 \cdot 10^8 \text{ Дж}$

2. Рассчитаем количество теплоты, которое выделится при сгорании 1 м³ природного газа ($Q_{газ}$).

Масса природного газа:

$m_{газ} = \rho_{газ} \cdot V_{газ} = 720 \text{ кг/м}^3 \cdot 1 \text{ м}^3 = 720 \text{ кг}$

Количество теплоты:

$Q_{газ} = q_{газ} \cdot m_{газ} = 4,4 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 720 \text{ кг} = 3168 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 3,168 \cdot 10^{10} \text{ Дж}$

3. Сравним полученные значения $Q_{бенз}$ и $Q_{газ}$.

$Q_{бенз} = 3,266 \cdot 10^8 \text{ Дж}$

$Q_{газ} = 3,168 \cdot 10^{10} \text{ Дж}$

Так как $3,168 \cdot 10^{10} \text{ Дж} > 3,266 \cdot 10^8 \text{ Дж}$, то при сгорании природного газа выделится больше теплоты.

Ответ: при сгорании 1 м³ природного газа выделится большее количество теплоты.