Дано:
масса воды m1 = 500 г = 0,5 кг
начальная температура воды T1 = 20 °C
конечная температура воды T2 = 80 °C
удельная теплоемкость воды c1 = 4186 Дж/(кг·°C)
удельная теплота сгорания спирта Q_сгорания ≈ 30 МДж/кг = 30000000 Дж/кг
Найти: масса спирта m2, необходимая для нагрева воды.
Решение:
1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 20 °C до 80 °C:
Q1 = m1 * c1 * (T2 - T1)
Q1 = 0,5 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (80 °C - 20 °C)
Q1 = 0,5 * 4186 * 60
Q1 = 0,5 * 251160
Q1 = 125580 Дж
2. Теперь рассчитаем массу спирта, необходимую для выделения этого количества теплоты:
Q2 = m2 * Q_сгорания
Поскольку мы ищем m2, выразим его через Q1 и Q_сгорания:
m2 = Q1 / Q_сгорания
m2 = 125580 Дж / 30000000 Дж/кг
m2 ≈ 0,0041858 кг
3. Переведем массу спирта в граммы:
m2 ≈ 4,19 г
Ответ: Для нагрева 500 г воды от 20 °C до 80 °C необходимо сжечь примерно 4,19 г спирта.