Определите массу природного газа поступающего в горелку газовой плиты при сгорании которого можно нагреть 5 л воды от 15 °С до 100 °C

Для того чтобы определить массу природного газа, необходимого для нагрева 5 литров воды от 15°C до 100°C, нужно учитывать несколько факторов: удельную теплоемкость воды, разницу температур и теплотворную способность природного газа.

Шаг 1: Рассчитаем необходимое количество тепла для нагрева воды.

Формула для расчета количества тепла (Q), которое необходимо для нагрева вещества:

где:

• $m$ — масса воды,
• $c$ — удельная теплоемкость воды (для воды $c = 4,18 \, \text{кДж/кг} \cdot \text{°C}$),
• $\Delta T$ — изменение температуры (в нашем случае от 15°C до 100°C, то есть $\Delta T = 100 - 15 = 85 \, \text{°C}$).

Масса воды $m$ рассчитывается через объем:

где:

• $\rho$ — плотность воды (для воды $\rho = 1 \, \text{кг/л}$),
• $V$ — объем воды (5 литров).

Тогда масса воды:

Теперь подставим все значения в формулу для расчета тепла:

Шаг 2: Рассчитаем массу природного газа.

Теперь нам нужно узнать, какое количество природного газа необходимо для обеспечения этого количества тепла. Для этого нужно знать теплотворную способность природного газа.

Средняя теплотворная способность природного газа составляет около 35-40 МДж/м³ (или 35 000-40 000 кДж/м³).

Предположим, что теплотворная способность газа составляет 36 000 кДж/м³. Это означает, что 1 м³ газа при сгорании выделяет 36 000 кДж тепла.

Теперь можем рассчитать, какой объем газа необходим для выделения 1777 кДж:

Шаг 3: Рассчитаем массу природного газа.

Плотность природного газа при стандартных условиях составляет примерно 0,8-0,9 кг/м³. Возьмем среднее значение — 0,85 кг/м³.

Масса газа будет:

Ответ:

Для того чтобы нагреть 5 литров воды от 15°C до 100°C, потребуется примерно 0,042 кг природного газа (или 42 г).