Задание 20

Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания

Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 6…
Закон Ома
Задание №20
№20
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
Задание №20
№20
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 4…
Расчётная задача
Задание №20
№20
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R 1…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
Задание №20
№20
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R 1 = 10 Ом, R 2…
Закон Ома
Задание №20
№20
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
Задание №20
№20
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
Задание №20
№20
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с . На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии

Задание №20 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Сколько спирта надо сжечь, чтобы нагреть воду массой 2 кг на 29 ?С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании спирта, идёт на нагревание воды.

Ваше решениедо 3 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение.

Для решения задачи запишем условие и переведём величины в систему СИ. Нам понадобятся справочные данные: удельная теплоёмкость воды и удельная теплота сгорания спирта.

Дано:
$m_{в} = 2 \text{ кг}$
$\Delta t = 29 \text{ °C}$
$c_{в} = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)}$ (удельная теплоёмкость воды)
$q_{с} = 2,7 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}$ (удельная теплота сгорания спирта)
$\eta = 100\%$ (так как вся энергия идёт на нагревание)
$m_{с} - ?$

Математическая модель и вычисления:

1. Количество теплоты $Q_{н}$ , необходимое для нагревания воды, рассчитывается по формуле:
$Q_{н} = c_{в} \cdot m_{в} \cdot \Delta t$

2. Количество теплоты $Q_{сг}$ , выделяющееся при полном сгорании спирта, рассчитывается по формуле:
$Q_{сг} = q_{с} \cdot m_{с}$

3. По условию задачи вся энергия, выделившаяся при сгорании, пошла на нагрев воды, то есть потери тепла отсутствуют. Составим уравнение теплового баланса:
$Q_{сг} = Q_{н}$
$q_{с} \cdot m_{с} = c_{в} \cdot m_{в} \cdot \Delta t$

4. Выразим искомую массу спирта $m_{с}$ :
$m_{с} = \frac{c_{в} \cdot m_{в} \cdot \Delta t}{q_{с}}$

5. Подставим числовые значения в полученную формулу:
$m_{с} = \frac{4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot 29 \text{ °C}}{2,7 \cdot 10^{7} \text{ Дж/кг}}$
$m_{с} = \frac{243600 \text{ Дж}}{27000000 \text{ Дж/кг}} \approx 0,009022... \text{ кг}$

Переведём полученное значение в граммы для удобства записи:
$0,009022 \text{ кг} \approx 9 \text{ г}$

Ответ: $m_{с} \approx 0,009 \text{ кг}$ (или $9 \text{ г}$ ).

Источник: ФИПИ