Обчислити частку від теплоти згоряння природного газу, що витрачається на нагрівання води, та частку, що розсіюється. Дані: спалюють 0,25м3 газу за годину; вода масою 1кг нагрівається від 20∘C до кипіння (100∘C) за 8 хвилин; теплоємність води 4,2кДж/(кг⋅∘C); при згорянні 1 моль газу виділяється 760кДж теплоти; молярний об'єм газу 24л/моль.
Розв’язання
Знайдемо кількість речовини газу, що спалюється за годину: n=24л/моль0,25м3=24л/моль250л≈10,42моль.
Обчислимо загальну кількість теплоти, що виділяється: Qзаг=n⋅Qm=10,42моль⋅760кДж/моль≈7918кДж.
Знайдемо зміну температури води: Δt=100∘C−20∘C=80∘C.
Обчислимо теплоту, що пішла на нагрівання води (корисна): Qкор=c⋅m⋅Δt=4,2кДж/(кг⋅∘C)⋅1кг⋅80∘C=336кДж.
Знайдемо частку, що розсіюється: Qрозс=Qзаг−Qкор=7918кДж−336кДж=7582кДж.
Відповідь:
На нагрівання витрачається 336кДж (це приблизно 4,2% від загальної теплоти), а розсіюється 7582кДж (приблизно 95,8%).
Обчислити частку від теплоти згоряння природного газу, що витрачається на нагрівання води, та частку, що розсіюється. Дані: спалюють 0,25м3 газу за годину; вода масою 1кг нагрівається від 20∘C до кипіння (100∘C) за 8 хвилин; теплоємність води 4,2кДж/(кг⋅∘C); при згорянні 1 моль газу виділяється 760кДж теплоти; молярний об'єм газу 24л/моль.
Що треба знати
Теплота, що виділяється при згорянні, дорівнює добутку кількості речовини (молів) газу на теплоту згоряння одного моля. Кількість речовини знаходять через об'єм та молярний об'єм (n=V/Vm). Корисна теплота, що пішла на нагрівання води, визначається за формулою Q=cmΔt.
💡 Підказка — спробуй спершу сам
Спочатку знайдіть загальну кількість виділеної теплоти для всього об'єму газу за годину, а потім — теплоту, необхідну для нагрівання води. Порівняйте ці значення.
Розв’язання крок за кроком
Знайдемо кількість речовини газу, що спалюється за годину: n=24л/моль0,25м3=24л/моль250л≈10,42моль.
Обчислимо загальну кількість теплоти, що виділяється: Qзаг=n⋅Qm=10,42моль⋅760кДж/моль≈7918кДж.
Знайдемо зміну температури води: Δt=100∘C−20∘C=80∘C.
Обчислимо теплоту, що пішла на нагрівання води (корисна): Qкор=c⋅m⋅Δt=4,2кДж/(кг⋅∘C)⋅1кг⋅80∘C=336кДж.
Знайдемо частку, що розсіюється: Qрозс=Qзаг−Qкор=7918кДж−336кДж=7582кДж.
Відповідь:
На нагрівання витрачається 336кДж (це приблизно 4,2% від загальної теплоти), а розсіюється 7582кДж (приблизно 95,8%).