РУҚА
22

Решение: Тепловой баланс при сгорании топлива

ОГЭ · Физика · Задание 22 · Основы термодинамики
ПовышеннаяФИПИ058F63Развёрнутое решение≈ 8 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Сжигая 80 г бензина, воду массой 5 кг нагревают от 20 °C до 100 °C и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании бензина 60 % энергии передаётся на нагревание воды?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Запишем энергию, переданную воде при сгорании бензина. Используем удельную теплоту сгорания бензина $q = 4{,}6 \cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$.

$$Q_\text{полезн} = \eta q m_\text{топл}$$
2

Переведём массу бензина в килограммы и вычислим полезную энергию:

$$Q_\text{полезн} = 0{,}6 \cdot 4{,}6 \cdot 10^7 \cdot 0{,}08 = 2{,}208 \cdot 10^6\ \text{Дж}$$
3

Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 20 °C до 100 °C. Удельная теплоёмкость воды $c = 4200\ \text{Дж/(кг·°C)}$.

$$Q_\text{нагрев} = cm\Delta T = 4200 \cdot 5 \cdot (100 - 20) = 1{,}68 \cdot 10^6\ \text{Дж}$$
4

Оставшаяся энергия пошла на парообразование части воды:

$$Q_\text{парообразование} = Q_\text{полезн} - Q_\text{нагрев} = 2{,}208 \cdot 10^6 - 1{,}68 \cdot 10^6 = 5{,}28 \cdot 10^5\ \text{Дж}$$

Используем удельную теплоту парообразования воды $L = 2{,}3 \cdot 10^6\ \text{Дж/кг}$ и найдём массу испарившейся воды:

$$m_\text{пар} = \frac{Q_\text{парообразование}}{L} = \frac{5{,}28 \cdot 10^5}{2{,}3 \cdot 10^6} \approx 0{,}23\ \text{кг}$$
Ответ

В пар превратилось примерно 0,23 кг воды, или 230 г.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывать, что только 60 % энергии сгорания передаётся воде.

Не вычитать из полезной энергии тепло, затраченное на нагревание воды.

Использовать массу воды 5 кг в формуле парообразования вместо массы испарившейся части.

Не перевести 80 г бензина в килограммы.

Закрепить приёмВ теме «Основы термодинамики» ещё 143 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 22 ОГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Основы термодинамики»: в ней 144 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.