Задание №14 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение. Для анализа предложенных утверждений 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 на основе данных таблицы:

1) Зимой воздух в деревянном доме нагревается быстрее, если печь топить древесным углём, а не сухими дровами.
Скорость нагрева воздуха зависит от мощности тепловыделения. При сгорании одинаковой массы топлива древесный уголь ($q_{уг} = 3,4 \cdot 10^{7}$ Дж/кг) выделяет в 3,4 раза больше энергии, чем сухие дрова ($q_{др} = 1,0 \cdot 10^{7}$ Дж/кг). Следовательно, при прочих равных условиях (одинаковая скорость сгорания массы) древесный уголь обеспечит более интенсивный нагрев. Утверждение верно.

2) При полном сгорании 5 кг нефти выделяется меньшее количество теплоты, чем при полном сгорании 6 кг антрацита.
Рассчитаем теплоту для нефти: $Q_{нефть} = 4,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 5 \text{ кг} = 22 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Рассчитаем теплоту для антрацита: $Q_{антрацит} = 3,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 6 \text{ кг} = 18 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Видим, что $22 \cdot 10^{7} > 18 \cdot 10^{7}$, то есть при сгорании нефти выделится больше теплоты. Утверждение неверно.

3) При полном сгорании спирта температура воды выше, чем при полном сгорании керосина (массы топлива и воды одинаковы).
Удельная теплота сгорания спирта $q_{сп} = 2,7 \cdot 10^{7}$ Дж/кг, а керосина $q_{кер} = 4,6 \cdot 10^{7}$ Дж/кг. Так как $q_{сп} < q_{кер}$, то при сгорании одинаковой массы спирт выделит меньше энергии, и вода нагреется слабее. Утверждение неверно.

4) При полном сгорании 5 кг антрацита выделяется такое же количество теплоты, как и при полном сгорании 15 кг сухих дров.
Рассчитаем теплоту для антрацита: $Q_{антрацит} = 3,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 5 \text{ кг} = 15 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Рассчитаем теплоту для дров: $Q_{дрова} = 1,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг} \cdot 15 \text{ кг} = 15 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Значения равны. Утверждение верно.

5) Удельная теплота сгорания жидкого топлива в основном меньше, чем твёрдого.
Сравним значения: жидкие топлива (нефть, бензин, керосин) имеют $q \approx 4,4 \text{--} 4,6 \cdot 10^{7}$ Дж/кг. Твёрдые топлива (дрова, торф, угли) имеют $q \approx 1,0 \text{--} 3,4 \cdot 10^{7}$ Дж/кг. Таким образом, у жидких топлив удельная теплота сгорания в основном выше. Утверждение неверно.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ