Номер 150, страница 28 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Энергия топлива. Удельная теплота сгорания - номер 150, страница 28.

Условие.

150. Для питания котла водяного отопления за 1 ч требуется энергия, равная 35 МДж. Сколько ежедневно необходимо сжигать для питания котла:

а) дров;

б) нефти;

в) каменного угля;

г) природного газа?

Решение.

Дано:

Энергия, требуемая котлу за 1 час, $Q_h = 35 \text{ МДж}$

Время работы котла в сутки, $t = 24 \text{ ч}$

Удельная теплота сгорания сухих дров, $q_a = 10 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}$

Удельная теплота сгорания нефти, $q_б = 44 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}$

Удельная теплота сгорания каменного угля, $q_в = 27 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}$

Удельная теплота сгорания природного газа, $q_г = 44 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}$

$Q_h = 35 \times 10^6 \text{ Дж}$

$t = 24 \text{ часа} = 24 \times 3600 \text{ с} = 86400 \text{ с}$

$q_a = 1.0 \times 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

$q_б = 4.4 \times 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

$q_в = 2.7 \times 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

$q_г = 4.4 \times 10^7 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Найти:

Массу топлива, которую необходимо сжигать ежедневно: $m_a, m_б, m_в, m_г$ - ?

Решение:

1. Сначала определим общее количество энергии, которое требуется котлу для работы в течение суток (24 часа). Обозначим это количество энергии как $Q_{сутки}$.

$Q_{сутки} = Q_h \times 24 \text{ ч}$

$Q_{сутки} = 35 \frac{\text{МДж}}{\text{ч}} \times 24 \text{ ч} = 840 \text{ МДж}$

2. Количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива, рассчитывается по формуле:

$Q = q \cdot m$

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

Чтобы найти массу топлива, необходимую для получения суточной энергии $Q_{сутки}$, выразим массу $\text{m}$ из этой формулы:

$m = \frac{Q_{сутки}}{q}$

3. Теперь рассчитаем массу для каждого вида топлива, используя суточное потребление энергии $Q_{сутки} = 840 \text{ МДж}$.

а) дров

Масса дров $m_a$, которую необходимо сжечь, равна:

$m_a = \frac{Q_{сутки}}{q_a} = \frac{840 \text{ МДж}}{10 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}} = 84 \text{ кг}$

Ответ: необходимо сжигать 84 кг дров ежедневно.

б) нефти

Масса нефти $m_б$, которую необходимо сжечь, равна:

$m_б = \frac{Q_{сутки}}{q_б} = \frac{840 \text{ МДж}}{44 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}} \approx 19.1 \text{ кг}$

Ответ: необходимо сжигать примерно 19.1 кг нефти ежедневно.

в) каменного угля

Масса каменного угля $m_в$, которую необходимо сжечь, равна:

$m_в = \frac{Q_{сутки}}{q_в} = \frac{840 \text{ МДж}}{27 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}} \approx 31.1 \text{ кг}$

Ответ: необходимо сжигать примерно 31.1 кг каменного угля ежедневно.

г) природного газа

Масса природного газа $m_г$, которую необходимо сжечь, равна:

$m_г = \frac{Q_{сутки}}{q_г} = \frac{840 \text{ МДж}}{44 \frac{\text{МДж}}{\text{кг}}} \approx 19.1 \text{ кг}$

Ответ: необходимо сжигать примерно 19.1 кг природного газа ежедневно.