Дано:
- Масса воды m = 15 кг
- Начальная температура воды T_нач = 20 °C
- Конечная температура (кипения) T_кон = 100 °C
- Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Дж/(кг·°С)
- Удельная теплота парообразования воды L = 2260000 Дж/кг
- Удельная теплота сгорания бензина q = 43000000 Дж/кг
Найти:
- Массу бензина m_b, необходимую для нагрева и превращения воды в пар.
Решение:
1. Найдём количество теплоты Q_нагрев, которое нужно для нагрева воды от 20 °C до 100 °C:
Q_нагрев = m * c * (T_кон - T_нач)
Q_нагрев = 15 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * (100 °C - 20 °C)
Q_нагрев = 15 кг * 4200 Дж/(кг·°С) * 80 °C
Q_нагрев = 15 * 4200 * 80
Q_нагрев = 5040000 Дж
2. Теперь найдём количество теплоты Q_пар, необходимое для превращения воды в пар:
Q_пар = m * L
Q_пар = 15 кг * 2260000 Дж/кг
Q_пар = 33900000 Дж
3. Общее количество теплоты Q_общ, необходимое для нагрева и превращения воды в пар:
Q_общ = Q_нагрев + Q_пар
Q_общ = 5040000 Дж + 33900000 Дж
Q_общ = 38940000 Дж
4. Теперь определим массу бензина m_b, необходимую для получения этого количества теплоты:
Q_общ = m_b * q
m_b = Q_общ / q
m_b = 38940000 Дж / 43000000 Дж/кг
m_b = 0,905 kg
Ответ:
Масса бензина, которую необходимо сжечь, составляет 0,905 кг.