Какова будет температура камина из мыльного камня, если его масса составляет 2105 кг, удельная теплоемкость равна 1000 Дж/кг°С, а также если в камине сгорают 10 кг сухих березовых поленьев с удельной теплоемкостью 13,4 МДж/кг и КПД сгорания равен 32%, при условии, что потерь тепла в окружающую среду не происходит?

Физика 11 класс Тепловые явления температура камина мыльный камень масса 2105 кг удельная теплоемкость 1000 Дж/кг°С сгорание березовых поленьев масса поленьев 10 кг удельная теплоемкость 13,4 МДж/кг КПД 32% потери тепла физика 11 класс Новый

Чтобы найти температуру камина из мыльного камня после сгорания поленьев, нужно рассмотреть несколько шагов.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое выделится при сгорании поленьев.

• Удельная теплоемкость березовых поленьев составляет 13,4 МДж/кг, что равно 13400 Дж/кг.
• Масса поленьев составляет 10 кг.
• КПД сгорания равен 32%, что означает, что только 32% от выделившейся теплоты будет использовано для нагрева камина.

Теперь рассчитаем общее количество теплоты, выделяющееся при сгорании:

Q_поленьев = масса * удельная теплоемкость = 10 кг * 13400 Дж/кг = 134000 Дж.

Теперь учитываем КПД:

Q_используемая = Q_поленьев * КПД = 134000 Дж * 0.32 = 42880 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем изменение температуры мыльного камня.

Теперь мы знаем, сколько тепла будет передано камню. Для этого используем формулу:

Q = m * c * ΔT,

где:

• Q - количество теплоты (42880 Дж),
• m - масса камня (2105 кг),
• c - удельная теплоемкость камня (1000 Дж/кг°С),
• ΔT - изменение температуры.

Перепишем формулу для ΔT:

ΔT = Q / (m * c).

Теперь подставим известные значения:

ΔT = 42880 Дж / (2105 кг * 1000 Дж/кг°С) = 42880 / 2105000 ≈ 0.0204 °C.

Шаг 3: Определим конечную температуру камина.

Если начальная температура камина была, например, 20 °C, то конечная температура будет:

Т_конечная = Т_начальная + ΔT = 20 °C + 0.0204 °C ≈ 20.0204 °C.

Таким образом, температура камина из мыльного камня после сгорания поленьев увеличится примерно на 0.0204 °C, что незначительно, но все же заметно.