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, $m$ — его масса.

Проанализируем каждое утверждение, используя данные из таблицы:

1) Зимой воздух в деревянном доме нагревается быстрее, если печь топить древесным углём, а не торфом.
Скорость нагрева воздуха при прочих равных условиях зависит от мощности тепловыделения. Удельная теплота сгорания древесного угля $q_{уг} = 3,4 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг}$, а торфа $q_{т} = 1,4 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг}$. Так как $q_{уг} > q_{т}$, при сгорании одинаковой массы топлива в единицу времени древесный уголь будет выделять больше энергии, и воздух прогреется быстрее. Утверждение верно.

2) При полном сгорании 5 кг нефти выделяется меньшее количество теплоты, чем при полном сгорании 6 кг древесного угля.
Рассчитаем количество теплоты для каждого случая:
Для нефти: $Q_{н} = q_{н} \cdot m_{н} = 4,4 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг} \cdot 5 \, кг = 22 \cdot 10^{7} \, Дж$.
Для угля: $Q_{уг} = q_{уг} \cdot m_{уг} = 3,4 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг} \cdot 6 \, кг = 20,4 \cdot 10^{7} \, Дж$.
Видим, что $Q_{н} > Q_{уг}$. Утверждение неверно.

3) При полном сгорании 1 кг спирта выделяется 270 кДж энергии.
Согласно таблице, удельная теплота сгорания спирта $q_{сп} = 2,7 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг}$.
При сгорании 1 кг выделится: $Q = 2,7 \cdot 10^{7} \, Дж = 27 \, 000 \, 000 \, Дж = 27 \, 000 \, кДж$.
Значение в утверждении (270 кДж) ошибочно. Утверждение неверно.

4) При полном сгорании 1 кг торфа выделяется такое же количество теплоты, как и при полном сгорании 1,4 кг сухих дров.
Рассчитаем количество теплоты:
Для торфа: $Q_{т} = q_{т} \cdot m_{т} = 1,4 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг} \cdot 1 \, кг = 1,4 \cdot 10^{7} \, Дж$.
Для дров: $Q_{др} = q_{др} \cdot m_{др} = 1,0 \cdot 10^{7} \, \frac{Дж}{кг} \cdot 1,4 \, кг = 1,4 \cdot 10^{7} \, Дж$.
Значения равны ($Q_{т} = Q_{др}$). Утверждение верно.

5) Удельная теплота сгорания жидкого топлива в основном меньше, чем твёрдого.
Сравним значения. Жидкое топливо: нефть ($4,4 \cdot 10^{7}$), бензин ($4,6 \cdot 10^{7}$), керосин ($4,6 \cdot 10^{7}$). Твёрдое топливо: порох ($0,38 \cdot 10^{7}$), дрова ($1,0 \cdot 10^{7}$), антрацит ($3,0 \cdot 10^{7}$). Мы видим, что у жидкого топлива удельная теплота сгорания в основном выше, чем у твёрдого. Утверждение неверно.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ