Параграф 13 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (2026) (Физика)
|
Не совпадает с вашим учебником? Посмотрите устаревший решебник |
Решение #1
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Перышкин, Иванов 8 класс, Просвещение:
1. Что называют удельной теплотой сгорания топлива?
Удельной теплотой сгорания называют физическую величину, показывающую, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1 кг топлива;
2. Какова единица удельной теплоты сгорания топлива?
Удельную теплоту сгорания обозначают буквой q и вычисляют по такой формуле q=Q"/" m, значит, единицей измерения удельной теплоты сгорания является джоуль на килограмм, то есть Дж / кг;
3. По какой формуле можно вычислить количество теплоты, выделяемое при сгорании топлива?
При полном сгорании топлива массой m, удельная теплота сгорания которого равна q, выделяется количество теплоты:
Q=qm;
1. Определите по таблице 2, чему равна удельная теплота сгорания природного газа. Объясните физический смысл этой величины.
Удельная теплота сгорания природного газа равна 4,4∙10^7 Дж"/" кг; эта величина означает, что при полном сгорании одного килограмма природного газа выделится энергия, равная 4,4∙10^7 Дж или 44 МДж;
2. При полном сгорании какого топлива одинаковой массы — каменного угля или нефти — выделится большее количество теплоты? Ответ поясните.
Нефть имеет большую удельную теплоту сгорания, чем каменный уголь; массы этих веществ одинаковы, поэтому большее количество теплоты выделится при сгорании нефти;
Ответ: нефти.
3. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании торфа массой 5 кг?
Дано:
m=5 кг;
q=1,4∙10^7 Дж/кг;
Найти:
Q - ?;
Решение:
1) Количество теплоты:
Q=q∙m=(1,4∙10^7 )∙5;
Q=7∙10^7=70∙10^6 Дж;
2) Преобразуем величину:
Q=70∙10^6 Дж=70 МДж;
Ответ: 70 МДж.
4. При полном сгорании 6 кг топлива выделилось количество теплоты 2,76 ⋅ 10^8 Дж. О каком топливе идёт речь?
Дано:
m=6 кг;
Q=2,76∙10^8 Дж;
Найти:
q - ?;
Решение:
Количество теплоты:
Q=qm, q=Q/m=(2,76∙10^8)/6;
q=0,46∙10^8=4,6∙10^7 Дж/кг;
Ответ: бензин или керосин.
5. Удельная теплота сгорания водорода больше, чем 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?
Масса молекулы бутана почти в тридцать раз больше массы атома водорода; при равных давлении, температуре и объеме масса бутана будет отличаться во столько же раз; удельная теплота сгорания же у данных веществ отличается менее, чем в три раза, поэтому при сгорании баллона бутана выделяется намного больше теплоты;
6*. На газовой плите воду в чайнике нагрели до кипения (100 °С) за 15 мин. Чему равна масса газа, сгорающего за 1 с, если в чайнике было 3 л воды при температуре 20 °С? Теплообменом с окружающей средой и чайником можно пренебречь.
Дано:
V=3 л;
t_1=20 °C;
t_2=100 °C;
τ=15 мин;
ρ=1000 кг"/" м^3;
q=4,4∙10^7 Дж/кг;
c=4200 Дж/(кг∙°C);
Найти:
∆m - ?;
Решение:
1) Масса нагретой воды:
V=3 л=3∙10^(-3)=3/1000 м^3;
m=ρV=1000∙3/1000=3 кг;
2) Поглотила вода:
∆t=t_2-t_1=100-20=80 °C;
Q=mc∙(t_2-t_1 )=3∙4200∙80;
Q=12 600∙80=1 008 000 Дж;
3) Масса сгораемого газа:
τ=15 мин=15∙60 с=900 с;
∆Q=Q/τ=(1 008 000)/900=1120 Дж;
∆m=∆Q/q=1120/(4,4∙10^7 )≈254,4/10^7 кг;
∆m≈250∙10^(-7)=25∙10^(-6) кг;
∆m=25∙10^(-3) г=0,025 г;
Ответ: ≈0,025 г.
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?
Дано:
m_а=50 г;
m_в=200 г;
m_1=155 г;
m_2=153 г;
∆t=60°;
c_а=920 Дж/(кг∙°C);
c_в=4200 Дж/(кг∙°C);
Найти:
q - ?;
Решение:
1) Поглотила вода:
m_в=200 г=200/1000 кг=0,2 кг;
Q_в=m_в c_в∙∆t=0,2∙4200∙60;
Q_в=840∙60=50 400 Дж;
2) Поглотил алюминий:
m_а=50 г=50/1000 кг=0,05 кг;
Q_а=m_а c_а∙∆t=0,05∙920∙60;
Q_а=3∙920=2 760 Дж;
3) Выделилось газом:
m_г=155-153=2 г=2/1000 кг;
Q=50 400+2 760=53 160 Дж;
Q=qm, q=Q/m=53 160∙1000/2;
q=26 580 000≈2,7∙10^7 Дж/кг;
Ответ: ≈2,7∙10^7 Дж/кг.
8*. Постройте в одних координатных осях графики зависимости Q(m) для двух видов топлива, если q_1 = 3q_2. Приведите пример таких видов топлива.
Так как Q=qm и q_1=3q_2,то Q_1 (m)=3∙Q_2 (m):
Ответ: антрацит и сухие дрова.
1. Придумайте несколько задач, используя данные таблицы 2. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.
Составим задачи по данной таблице:
1) Какое количество энергии выделяется при совершении выстрела из охотничьего ружья, если масса пороха в патроне составляет 1,6 г:
Q=qm=0,38∙10^7∙1,6/10^3 =0,608∙10^4 Дж≈6,1 кДж;
Ответ: 6,1 кДж.
2) Требуется обеспечить запас топлива на зиму для отопления дома в удаленном районе, транспортная компания устанавливает оплату за массу груза; что выгоднее заказать древесный уголь или дрова и во сколько раз (стоимость и объем самого топлива не учитывать):
Q=qm, m=Q/q, m_у/m_д =Q/q_у ∶Q/q_д =q_д/q_у =10^7/(3,4∙10^7 )=1/3,4;
Ответ: уголь в 3,4 раза.
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?
Чайник вмещает 1,5 литра воды (масса близка к 1,5 кг), а температура воды изначально равна 20 °C; для нагревания потребуется:
qm_г=cm_в∙(t_2-t_1 ), 4,4∙10^7∙m_г=4200∙1,5∙80;
44 000 000∙m_г=504 000, m_г≈0,0115 кг≈11,5 г;
На практике это значение больше из-за поглощения теплоты чайником, конфоркой и воздухом, также часть энергии расходуется на испарение воды; для уменьшения потерь нужно держать крышку чайника закрытой, очищать чайник от накипи, регулировать горелку так, чтобы пламя не выходило за края чайника, наливать ровно столько воды, сколько будет использовано до ее остывания;
Какие меры предпринимаются для снижения уровня загрязнения воздуха, которое возникает в результате сгорания топлива на теплоэлектростанциях? Соберите необходимую информацию, используя дополнительную литературу или Интернет.
Для снижения уровня загрязнения воздуха на теплоэлектростанциях используют химические фильтры для нейтрализации оксидов серы и электрические фильтры для улавливания золы, увеличивают степень сгорания топлива посредством его подготовки и регулировки подачи воздуха, заменяют топливо на менее грязное (природный газ вместо угля или мазута) или очищают его от наиболее вредных элементов, используют городские сети горячего водоснабжения и отопления в качестве холодильника, что сокращает количество котельных.
