Параграф 10 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (Физика)

Задача

Физическая величина, характеризующая количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 кг топлива, называется удельной теплотой сгорания топлива
2. Какова единица удельной теплоты сгорания топлива?
Дж/кг
3. По какой формуле можно вычислить количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива?
Количество теплоты, которое выделяется при сгорании топлива, вычисляют по формуле
Задание.
1. Придумайте несколько задач, используя данные таблицы 2. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.
Решение:
Q = q*m=2.9*107 Дж/кг*2000 кг=5,8*1010 Дж
Ответ: 5,8*1010 Дж
Решение:
Q = q*m
m=Q/q=(90*106 Дж)/ 30*106 Дж/кг = 3 кг
Ответ: 3 кг
2. Определите минимальное количество природного газа, необходимое для того, чтобы довести до кипения воду в чайнике, которым вы пользуетесь. Почему на практике газа требуется больше? Как уменьшить расход газа?
Удельная теплота сгорания природного газа: 7,7*107 Дж/кг. Допустим в чайнике 2 кг воды. Для кипячения нужно: Q = q*m = 7,7*107 Дж/кг*2кг=15,4*107 Дж
Упражнение 9
1. Определите но таблице 2, чему равна удельная теплота сгорания природного газа. Объясните физический смысл этой величины.
Удельная теплота природного газа -4,4*107 Дж/кг, показывающее количество теплоты, выделяемое при полном сгорании 1 кг топлива.
2. При полном сгорании какого топлива одинаковой массы — каменного угля или нефти — выделится большее количество теплоты? Ответ поясните.
Удельная теплоемкость нефти больше удельной теплоемкости угля, значит при полном сгорании нефти выделится больше теплоты, чем при полном сгорании угля.
3. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании торфа массой 5 кг?
Решение:
Q = qm = 1.4*107Дж/кг*5 кг = 7•107Дж
Ответ: 7*107Дж
4. При полном сгорании б кг топлива выделилось количество теплоты 2,76 • 108Дж. О каком топливе идёт речь?
Решение:
Q = qm
q=Q/m=(2.76*10^8)/6=4.6*(10^7 Дж)/кг
Ответ: 4.6*(10^7 Дж)/кг
5. Удельная теплота сгорания водорода больше, чем у газа бутана. Чем же тогда можно объяснить, что при сгорании баллона бутана выделилось большее количество теплоты, чем при сгорании такого же объёма водорода, если давление газов одинаково?
Это объясняется тем, что плотность бутана намного больше плотности водорода. Следовательно, при сгорании баллона бутана выделилось больше количества теплоты, чем при сгорании водорода (такого же объема).
6*. На газовой плите воду в чайнике нагрели до кипения (100 °С) за 15 мин. Сколько газа сгорает за 1 с, если в чайнике было 3 л воды при температуре 20 °С? Теплообменом с окружающей средой и чайником можно пренебречь.
Решение:
Qг = Qв
Q_в=с*m_в(t_2-t_1 )=c*р*V(t_2-t_1 )
Q_в=q*m_г*T_1
c*р*V•(t_2-t_1 )=q*m_г*T_1
m_г=(c*р*V(t_2-t_1 ))/q*T?_1 =(4200*1000*3*10^(-3)*(100-20))/(4.4*10^7*900)=254.5*10^(-7) кг
Ответ: 254.5*10^(-7) кг
7*. Ученики провели опыт для оценки удельной теплоты сгорания спирта. Какое значение они получили, если масса спиртовки до начала опыта была равна 155 г, после опыта 153 г, в алюминиевом калориметре массой 50 г было 200 г воды и в процессе нагревания её температура изменилась на 60 °С?
Решение:
Qводы=cводы•mводы•?t
Qводы=4200*0,2*60=50400 Дж
Qалюм=cалюм•mалюм•?t
Qалюм=920*0,05*60=2700 Дж
Q= Qводы + Qалюм
Q=50400+2700=53160 Дж
Q = Qспирт=qспирт*m
q_спирт=Q/m=53160/0,002=2,7•(?10?^7 Дж)/кг
Ответ: 2,7•(?10?^7 Дж)/кг

Подробный ответ

Вопросы

1. Физическая величина, характеризующая количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании $$1\ \text{кг}$$ топлива, называется удельной теплотой сгорания топлива.

2. Единица удельной теплоты сгорания топлива — $$\text{Дж/кг}$$.

3. Количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива, вычисляют по формуле $$Q=qm$$, где $$q$$ — удельная теплота сгорания, $$m$$ — масса топлива.

Упражнение 9

1. Удельная теплота сгорания природного газа равна $$4{,}4\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$. Это означает, что при полном сгорании $$1\ \text{кг}$$ природного газа выделяется $$4{,}4\cdot10^7\ \text{Дж}$$ теплоты.

2. При одинаковой массе больше теплоты выделится при сгорании нефти, так как её удельная теплота сгорания больше, чем у каменного угля.

Дано: $$m=5\ \text{кг}$$, $$q=1{,}4\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$.

Ход решения:

$$Q=qm$$

$$Q=1{,}4\cdot10^7\cdot5=7\cdot10^7\ \text{Дж}$$

Ответ: $$7\cdot10^7\ \text{Дж}$$.

Дано: $$m=6\ \text{кг}$$, $$Q=2{,}76\cdot10^8\ \text{Дж}$$.

Ход решения:

$$Q=qm$$

$$q=\frac{Q}{m}=\frac{2{,}76\cdot10^8}{6}=4{,}6\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$

Такое значение соответствует природному газу.

Ответ: природный газ.

5. Хотя удельная теплота сгорания водорода больше, чем у бутана, в баллоне одинакового объёма бутана содержится гораздо большая масса вещества, так как плотность бутана намного больше плотности водорода. Поэтому при сгорании баллона бутана выделяется больше теплоты.

Дано: $$V=3\ \text{л}=3\cdot10^{-3}\ \text{м}^3$$, $$t_1=20^\circ\text{C}$$, $$t_2=100^\circ\text{C}$$, $$\tau=15\ \text{мин}=900\ \text{с}$$, $$c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$, $$\rho=1000\ \text{кг/м}^3$$, $$q=4{,}4\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$.

Ход решения:

Количество теплоты, полученное водой:

$$Q=c\rho V(t_2-t_1)$$

$$Q=4200\cdot1000\cdot3\cdot10^{-3}\cdot(100-20)=1{,}008\cdot10^6\ \text{Дж}$$

Это количество теплоты выделилось при сгорании газа:

$$Q=qm$$

$$m=\frac{Q}{q}=\frac{1{,}008\cdot10^6}{4{,}4\cdot10^7}\approx2{,}29\cdot10^{-2}\ \text{кг}$$

За $$1\ \text{с}$$ сгорает:

$$m_1=\frac{m}{\tau}=\frac{2{,}29\cdot10^{-2}}{900}\approx2{,}5\cdot10^{-5}\ \text{кг/с}$$

Ответ: $$2{,}5\cdot10^{-5}\ \text{кг/с}$$.

Дано: $$m_1=155\ \text{г}$$, $$m_2=153\ \text{г}$$, $$m_{\text{воды}}=200\ \text{г}=0{,}2\ \text{кг}$$, $$m_{\text{кал}}=50\ \text{г}=0{,}05\ \text{кг}$$, $$\Delta t=60^\circ\text{C}$$, $$c_{\text{воды}}=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$, $$c_{\text{Al}}=920\ \text{Дж/(кг}\cdot^\circ\text{C)}$$.

Ход решения:

Масса сгоревшего спирта:

$$m=m_1-m_2=155-153=2\ \text{г}=0{,}002\ \text{кг}$$

Теплота, полученная водой:

$$Q_{\text{воды}}=c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t=4200\cdot0{,}2\cdot60=50400\ \text{Дж}$$

Теплота, полученная калориметром:

$$Q_{\text{кал}}=c_{\text{Al}}m_{\text{кал}}\Delta t=920\cdot0{,}05\cdot60=2760\ \text{Дж}$$

Общее количество теплоты:

$$Q=Q_{\text{воды}}+Q_{\text{кал}}=50400+2760=53160\ \text{Дж}$$

Удельная теплота сгорания спирта:

$$q=\frac{Q}{m}=\frac{53160}{0{,}002}=2{,}658\cdot10^7\ \text{Дж/кг}\approx2{,}7\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$

Ответ: $$2{,}7\cdot10^7\ \text{Дж/кг}$$.