Фізика 8 клас збірник задач - Леонід Кирик - 2016

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

8. Енергія палива. Питома теплота згоряння

Все мовчить, — скіпка1 із тріском

Лиш горить багряним блиском

Та по даху вітер шумить.

А. Фет

Приклад розв'язування задачі

У мідній посудині масою m2 = 500 г нагрівають V = 2 л води, взятої за температури t1 = 10 °С. До якої температури можна нагріти воду, спаливши m1 = 50 г спирту? Вважайте, що ККД пальника дорівнює 50 %.

Дано:

Розв’язання

Енергія, виділена під час згоряння спирту, іде на нагрівання води й посудини, тобто

Звідси:

Отже,

Перевіримо одиниці величин:

Обчислимо температуру води після нагрівання:

Відповідь. 86 °С.

Усна розминка

8.1. Що таке паливо? Які види палива вам відомі?

8.2. Які споживачі енергії, що виділяється під час згоряння палива, вам відомі?

8.3. Що означає вираз: «Питома теплота згоряння палива дорівнює 27 МДж/кг»? Що це за паливо?

8.4. Скільки енергії виділяється в разі повного згоряння 1 кг гасу?

8.5. Визначте за таблицею «Питома теплота згоряння палива» (див. додаток), яка із зазначених у ній речовин має найменшу питому теплоту згоряння, яка — найбільшу.

8.6. У якому випадку можна отримати більшу кількість теплоти: спаливши 1 кг пороху чи 1 кг бензину?

Перший рівень

8.7. Питома теплота згоряння кам’яного вугілля приблизно удвічі більша, ніж питома теплота згоряння торфу. Порівняйте кількості теплоти, які отримано під час спалювання кам’яного вугілля й торфу однакової маси.

8.8. Поясніть, чому за допомогою одного сірника скіпу запалити можна, а велике поліно — ні.

8.9. Чому, намагаючись якнайшвидше нагріти воду в чайнику, збільшують полум’я, відкриваючи кран пальника?

8.10. Яка кількість теплоти виділиться внаслідок повного згоряння 300 г спирту?

8.11. Внаслідок згоряння природного газу виділилося 17,6 МДж теплоти. Скільки газу було спалено?

8.12. Внаслідок повного згоряння 600 г деякого палива виділяється 16,2 МДж теплоти. Якою є питома теплота згоряння палива? Яке це може бути паливо?

8.13. Яка кількість теплоти виділиться в разі повного згоряння суміші з 2,5 кг бензину й 0,5 кг спирту?

8.14. Скільки енергії виділиться у разі повного згоряння 2,5 л гасу?

8.15. Скільки сухих дров потрібно спалити, щоб отримати таку саму кількість енергії, як і в разі згоряння порохового заряду масою 600 г?

Другий рівень

8.16. Чому будинок вигідніше опалювати, використовуючи вугілля, природний газ чи рідинне паливо, ніж дрова й солому?

8.17. Чому як паливо вигідніше використати бензин, а не порох, але порох не можна замінити бензином в артилерійських снарядах?

8.18. Чому питома теплота згоряння сирих дров менша за питому теплоту згоряння сухих дров тієї самої деревини?

8.19. Соснові дрова мають більшу питому теплоту згоряння, ніж березові. Чому ж 1 м3 березових дров коштує дорожче, ніж 1 м3 соснових?

8.20. Яку масу гасу треба спалити, щоб нагріти 2 л води від 20 °С до температури кипіння, якщо на її нагрівання витратили 50 % енергії?

8.21. Який об’єм води можна нагріти від 20 °С до температури кипіння, спаливши 0,5 л гасу? Вважайте, що вся кількість теплоти, яка виділилася під час згоряння гасу, йде на нагрівання води.

8.22. Господиня намагається довести до температури кипіння на керогазі2 повне відро води об’ємом V = 10 л, маючи тільки m = 50 г гасу. На скільки зміниться температура води, якщо вода отримує 50 % теплоти згоряння гасу?

8.23. До якої температури можна нагріти 20 л води, температура якої 20 °С, спалюючи 200 г бензину? Вважайте, що вся кількість теплоти, яка виділилася під час згоряння бензину, йде на нагрівання води.

8.24. Визначте ККД спиртівки, якщо під час нагрівання на ній 150 г води від 20 °С до 80 °С витрачено 4 г спирту.

Третій рівень

8.25. Іграшка «курець» влаштована в такий спосіб: у ненаскрізний отвір рота суцільної фігурки вставляють «сигарету», що складається із пластмасового прутика, обгорнутого шаром паперу. Якщо цю «сигарету» підпалити, то дим від неї іде порціями. Чому?

8.26. Коли автомобіль витрачає більше пального: якщо під час руху зупиняється чи якщо рухається, не зупиняючись? Поясніть свою відповідь.

8.27. Відомо, що температура полум’я найбільша у верхній

його частині. Чому ж часто-густо, поспішаючи нагріти воду Е чайнику, збільшують полум’я, відкриваючи кран пальника?

8.28. На примусі3 із ККД 40 % необхідно довести до температури кипіння 4 л води в алюмінієвій каструлі масою 2 кг. Визначте витрату гасу на нагрівання води й каструлі, якщо їхня початкова температура 20 °С.

8.29. У мідній посудині масою 500 г нагрівають 2 л води, взятої за температури 10 °С. До якої температури можна нагріти воду в чайнику, спаливши 50 г спирту? Вважайте, що ККД пальника дорівнює 50 %.

8.30. В алюмінієвому чайнику масою 900 г нагріли 10 л води до кипіння, спаливши 200 г природного газу. Визначте початкову температуру води. Вважайте, що ККД пальника дорівнює 40 %.

8.31. У мідній каструлі нагріли 5 л води від 20 °С до кипіння, спаливши 100 г гасу. Визначте масу каструлі, якщо ККД нагрівача дорівнює 40 %.

8.32. На газовій плиті за 15 хв воду в чайнику довели до температури кипіння. Яка маса газу згоряє за 1 с, якщо в чайнику було 3 л води за температури 20 °С? Кількістю теплоти, витраченою на нагрівання чайника, й іншими втратами тепла знехтуйте.

8.33. Яким є відношення мас спирту й бензину в суміші, питома теплота згоряння якої 40 МДж/кг?

8.34. Міжміський автобус проїхав 160 км за 2 год, розвиваючи при цьому потужність 70 кВт. Скільки літрів бензину витратив автобус, якщо ККД його двигуна 25 %?

____________________________________

1 Скіпка — тонка тріска сухого дерева, яку використовували в давнину для освітлення.

2 Керогаз — безшумний гасовий нагрівальний прилад для приготування їжі, в якому паливо подають до пальника за допомогою помпи.

3 Примус — гасовий нагрівальний прилад, у якому горіння гасу супроводжується шумом накачуваного повітря; раніше його широко використовували в побуті для приготування їжі.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити