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 древесным углём, а сухими дровами.
Скорость нагрева зависит от количества теплоты, выделяемого в единицу времени. Согласно таблице, удельная теплота сгорания древесного угля $q_{уг} = 3,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$, а сухих дров $q_{др} = 1,0 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$. Так как $q_{уг} > q_{др}$, при сгорании одинаковой массы угля выделится в 3,4 раза больше энергии, чем при сгорании дров. Следовательно, уголь эффективнее для быстрого нагрева. Утверждение неверно.

2) При полном сгорании 5 кг нефти выделяется большее количество теплоты, чем при полном сгорании 6 кг природного газа.
Рассчитаем теплоту для нефти: $Q_{н} = 4,4 \cdot 10^{7} \cdot 5 = 22 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Рассчитаем теплоту для газа: $Q_{г} = 4,4 \cdot 10^{7} \cdot 6 = 26,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж}$.
Видим, что $Q_{н} < Q_{г}$. Утверждение неверно.

3) Удельная теплота сгорания жидкого топлива в основном больше, чем твёрдого.
К жидкому топливу из таблицы относятся: нефть ($4,4 \cdot 10^{7}$), бензин ($4,6 \cdot 10^{7}$), керосин ($4,6 \cdot 10^{7}$), спирт ($2,7 \cdot 10^{7}$).
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 $q$ выше, чем большинство твёрдых (за исключением антрацита и углей, которые всё равно уступают нефти и бензину). Утверждение верно.

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

5) При полном сгорании 5 кг нефти выделяется такое же количество теплоты, как и при полном сгорании 5 кг торфа.
Удельная теплота сгорания нефти $q_{н} = 4,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$, а торфа $q_{т} = 1,4 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$. При равных массах выделится разное количество теплоты, так как $q_{н} \neq q_{т}$. Утверждение неверно.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ