Задание №14 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи воспользуемся формулой для расчёта количества теплоты, выделяющегося при полном сгорании топлива: $Q = q \cdot m$, где $q$ — удельная теплота сгорания топлива (взятая из таблицы), а $m$ — масса топлива.

Проанализируем каждое утверждение:

1) Зимой воздух в деревянном доме нагревается быстрее, если печь топить не торфом, а сухими дровами.
Скорость нагрева воздуха зависит от мощности печи, которая, в свою очередь, зависит от количества теплоты, выделяемого в единицу времени. Согласно таблице, удельная теплота сгорания торфа $q_{торф} = 1,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$, а сухих дров $q_{дрова} = 1,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$. Так как $q_{торф} > q_{дрова}$, при сгорании одинаковой массы торфа выделится больше энергии, чем при сгорании дров. Следовательно, утверждение неверно.

2) При полном сгорании 5 кг бензина выделяется меньшее количество теплоты, чем при полном сгорании 6 кг древесного угля.
Рассчитаем теплоту для бензина: $Q_{бенз} = 4,6 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 5 \text{ кг} = 23 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Рассчитаем теплоту для угля: $Q_{уголь} = 3,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 6 \text{ кг} = 20,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Видим, что $23 \cdot 10^{7} > 20,4 \cdot 10^{7}$, то есть бензин выделяет больше теплоты. Утверждение неверно.

3) Удельная теплота сгорания жидкого топлива в основном больше, чем твёрдого.
К жидкому топливу из таблицы относятся: спирт ($2,7 \cdot 10^{7}$), нефть ($4,4 \cdot 10^{7}$), бензин ($4,6 \cdot 10^{7}$), керосин ($4,6 \cdot 10^{7}$).
К твёрдому топливу относятся: порох ($0,38 \cdot 10^{7}$), дрова ($1,0 \cdot 10^{7}$), торф ($1,4 \cdot 10^{7}$), антрацит ($3,0 \cdot 10^{7}$), каменный уголь ($2,7 \cdot 10^{7}$), древесный уголь ($3,4 \cdot 10^{7}$).
Сравнивая значения, видим, что большинство жидких видов топлива имеют более высокие значения $q$, чем большинство твёрдых. Утверждение верно.

4) При полном сгорании 10 кг антрацита выделяется такое же количество теплоты, как и при полном сгорании 30 кг сухих дров.
Для антрацита: $Q_{антр} = 3,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 10 \text{ кг} = 30 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Для дров: $Q_{дрова} = 1,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 30 \text{ кг} = 30 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Значения равны. Утверждение верно.

5) При полном сгорании 1 кг нефти выделяется 4,4 МДж теплоты.
Согласно таблице, для нефти $q = 4,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$. При сгорании 1 кг выделится $4,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Переведём в мегаджоули: $4,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж} = 44 \cdot 10^{6} \text{ Дж} = 44 \text{ МДж}$.
В утверждении указано 4,4 МДж, что в 10 раз меньше реального значения. Утверждение неверно.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ