Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 гр. природного газа такой же массы и водорода массой 5 гр.? Сравните эти энергии

Для того чтобы рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном сгорании различных веществ, нужно знать теплоту сгорания этих веществ. Теплота сгорания — это количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании единицы массы вещества. Рассчитаем выделяемую теплоту для каждого из веществ, указанных в задаче.

1. Порох

Порох — это смесь нитрата калия (KNO₃), углерода (C) и серы (S). Теплота сгорания пороха составляет примерно 3000 Дж/г. Это значение может варьироваться в зависимости от состава пороха, но будем использовать это среднее значение.

Масса пороха = 25 г.

Тогда количество теплоты, выделяющееся при сгорании 25 г пороха:

$Q_{\text{порох}} = 3000 \, \text{Дж/г} \times 25 \, \text{г} = 75,000 \, \text{Дж}$

2. Природный газ (метан, CH₄)

Теплота сгорания метана (основной компонент природного газа) составляет около 50 МДж/кг (или 50,000 Дж/г).

Масса природного газа = 25 г.

Тогда количество теплоты, выделяющееся при сгорании 25 г природного газа:

$Q_{\text{газ}} = 50,000 \, \text{Дж/г} \times 25 \, \text{г} = 1,250,000 \, \text{Дж}$

3. Водород

Теплота сгорания водорода составляет около 141,9 МДж/кг, что эквивалентно 141,900 Дж/г.

Масса водорода = 5 г.

Тогда количество теплоты, выделяющееся при сгорании 5 г водорода:

$Q_{\text{водород}} = 141,900 \, \text{Дж/г} \times 5 \, \text{г} = 709,500 \, \text{Дж}$

Сравнение выделенной теплоты

Теперь сравним, сколько теплоты выделяется при сгорании 25 г каждого вещества:

• Порох: 75,000 Дж
• Природный газ (метан): 1,250,000 Дж
• Водород: 709,500 Дж

Из этого видно, что при сгорании природного газа выделяется наибольшее количество теплоты, затем идет водород, а наименьшее количество теплоты выделяется при сгорании пороха.

Вывод

При сгорании природного газа (метана) выделяется больше всего энергии, за ним идет водород, и наименьшее количество теплоты выделяется при сгорании пороха.