§10 ГДЗ Рабочая тетрадь 8 класс (Физика)

Допишите предложения. а) Выделение энергии при сгорании топлива происходит из-за ___. б) Удельная теплота сгорания топлива измеряется в ___ . в) Формула для вычисления количества теплоты, выделяемой при сгорании топлива: ___, где q —___, т— ___.
Выполните Упражнение 9 из учебника (стр. 31).
Решите задачи. Задача 1. Найдите КПД примуса, в котором при нагревании 4л воды от 20 до 75°С сгорело 50г керосина. Задача 2. КПД керосинки 30%. Сколько нужно сжечь керосина, чтобы нагреть 3л воды от 15°С до кипения?

Удельная теплота сгорания топлива — это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива.

а) Выделение энергии при сгорании топлива происходит из-за соединения атомов вещества с кислородом.

б) Удельная теплота сгорания топлива измеряется в Дж/кг.

в) Формула для вычисления количества теплоты, выделяемой при сгорании топлива:

$$Q=qm,$$

где $$q$$ — удельная теплота сгорания топлива, $$m$$ — масса сгоревшего топлива.

1. Найдём КПД примуса.

Дано:

$$V=4\ \text{л}=4\cdot10^{-3}\ \text{м}^3$$
$$t_1=20^\circ\text{C}$$
$$t_2=75^\circ\text{C}$$
$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot4\cdot10^{-3}=4\ \text{кг}$$
$$m_{\text{т}}=50\ \text{г}=0{,}05\ \text{кг}$$
$$q=4{,}6\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения:

Полезная теплота, полученная водой:

$$Q_{\text{п}}=cm_{\text{в}}(t_2-t_1)$$

$$Q_{\text{п}}=4200\cdot4\cdot(75-20)=924000\ \text{Дж}$$

Теплота, выделившаяся при сгорании керосина:

$$Q_{\text{з}}=qm_{\text{т}}$$

$$Q_{\text{з}}=4{,}6\cdot10^7\cdot0{,}05=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж}$$

КПД примуса:

$$\eta=\frac{Q_{\text{п}}}{Q_{\text{з}}}\cdot100\%$$

$$\eta=\frac{924000}{2{,}3\cdot10^6}\cdot100\%\approx40{,}2\%$$

Ответ: $$40{,}2\%$$.

2. Найдём массу керосина, которую нужно сжечь.

Дано:

$$\eta=30\%=0{,}30$$
$$V=3\ \text{л}=3\cdot10^{-3}\ \text{м}^3$$
$$t_1=15^\circ\text{C}$$
$$t_2=100^\circ\text{C}$$
$$\rho=1000\ \text{кг/м}^3$$
$$c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$
$$q=4{,}6\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$

Ход решения:

Масса воды:

$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot3\cdot10^{-3}=3\ \text{кг}$$

Полезная теплота для нагревания воды:

$$Q_{\text{п}}=cm_{\text{в}}(t_2-t_1)$$

$$Q_{\text{п}}=4200\cdot3\cdot(100-15)=1{,}071\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Так как $$\eta=\frac{Q_{\text{п}}}{Q_{\text{з}}}\cdot100\%,$$ то

$$Q_{\text{з}}=\frac{Q_{\text{п}}}{\eta}=\frac{1{,}071\cdot10^6}{0{,}30}\approx3{,}57\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Масса керосина:

$$m_{\text{т}}=\frac{Q_{\text{з}}}{q}=\frac{3{,}57\cdot10^6}{4{,}6\cdot10^7}\approx7{,}76\cdot10^{-2}\ \text{кг}$$

$$m_{\text{т}}\approx77{,}6\ \text{г}$$

Ответ: $$77{,}6\ \text{г}$$.