Номер 3, страница 92, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 11. Сгорание топлива - номер 3, страница 92.

Условие.

3. Какое количество теплоты выделяется при сгорании 1 кг бензина? На какую высоту можно было бы поднять легковой автомобиль массой $m = 1 \text{ т}$, совершив работу, численно равную этому количеству теплоты?

В некоторых задачах задают не массу жидкого топлива, а его объём.

Решение.

Дано:

Масса бензина, $m_{б} = 1$ кг
Масса автомобиля, $m_{а} = 1$ т

Перевод в систему СИ:
$m_{а} = 1 \text{ т} = 1000$ кг

Найти:

Количество теплоты $\text{Q}$ - ?
Высота $\text{h}$ - ?

Решение:

Какое количество теплоты выделяется при сгорании 1 кг бензина?
Количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива, определяется по формуле:
$Q = q \cdot m_{б}$
где $\text{q}$ — удельная теплота сгорания топлива, а $m_{б}$ — масса сгоревшего топлива.
Удельная теплота сгорания бензина является табличной величиной и равна $q \approx 4,6 \cdot 10^7$ Дж/кг.
Вычислим количество теплоты:
$Q = 4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж/кг} \cdot 1 \text{ кг} = 4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж} = 46 \text{ МДж}$.

Ответ: При сгорании 1 кг бензина выделяется $4,6 \cdot 10^7$ Дж теплоты.

На какую высоту можно было бы поднять легковой автомобиль массой m = 1 т, совершив работу, численно равную этому количеству теплоты?
Согласно условию, работа по подъему автомобиля $\text{A}$ численно равна выделившемуся количеству теплоты $\text{Q}$:
$A = Q = 4,6 \cdot 10^7$ Дж.
Работа, совершаемая для поднятия тела на некоторую высоту, равна изменению его потенциальной энергии и вычисляется по формуле:
$A = m_{а} \cdot g \cdot h$
где $m_{а}$ — масса автомобиля, $\text{g}$ — ускорение свободного падения (примем $g \approx 10$ Н/кг), $\text{h}$ — высота подъема.
Из этой формулы выразим искомую высоту $\text{h}$:
$h = \frac{A}{m_{а} \cdot g}$
Подставим числовые значения:
$h = \frac{4,6 \cdot 10^7 \text{ Дж}}{1000 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг}} = \frac{4,6 \cdot 10^7}{10^4} \text{ м} = 4,6 \cdot 10^3 \text{ м} = 4600 \text{ м} = 4,6 \text{ км}$.

Ответ: Совершив работу, равную этому количеству теплоты, автомобиль можно было бы поднять на высоту 4600 м (4,6 км).