Примеры задач
Задача 1
45 г глюкозы (С6Н12О6) подвергли обработке избытком кислорода, в результате чего выделилось 700 кДж энергии. Выясните значение теплового эффекта? Реакция протекала по следующей формуле:
С6Н12О6 (тв) + 6О2(газ) = 6СО2(газ) + 6Н2О(газ) + 700 кДж
Решение:
Найдем химическое количество глюкозы:
n(C6H12O6) = m(C6H12O6) :M(C6H12O6) = 45 г : 180 г/моль = 0,25 моль;
Получается, что при взаимодействии 0,25 моль вещества образуется 700 кДж энергии. Тепловой эффект приравнивают к значению 1 моль. Следовательно, составим пропорцию:
0,25 моль – 700 кДж
1 моль – Q кДж
Q = (1* 700) : 0,25 = 700 : 0,25 = 2800 кДж
Задача 2
Представлено термохимическое уравнение, в процессе которого выделилось 3330 кДж энергии, образовалось 68 г Al2O3.Рассчитайте какое количества тепла выделилось, уравнение имеет следующий вид:
3Fe3O4 (тв) + 8A(тв)l = 9 Fe(тв) + 4Al2O3(тв) + 3300Дж
Решение:
Найдем химическое количество оксида алюминия(III):
n(Al2O3)= m(Al2O3 : M(Al2O3) = 68 г : 102 г/моль = 0,677 моль;
Исходя из исходного уравнения, для получения 4 моль оксида алюминия(III) расходуется 3330 кДж энергии, для того, чтобы выяснить, сколько выделяется тепла для 68 г, нужно составить пропорцию:
4 моль – 3330 кДж
0,667 моль – Q кДж
Q = (0,667 * 3330) : 4 = 2,221 : 4 = 555 кДж;
Тип вещества
Добавка Е 441 относится к группе эмульгаторов. Вещество предназначено для улучшения пластичности и вязкости консистенции продукта, облегчения соединения несмешиваемых фаз. Глицерин в рапсовое масло вводят для повышения качества и технологичности эмульсии.
Для гидрогенизации используют рапсовое масло двух марок: СК (применяют для производства кулинарных жиров и саломасов) и П (для майонезов и жидкого маргарина).
Технология основана на насыщении входящих в состав продукта ненасыщенных жирных кислот атомами водорода. Реакция протекает при высокой температуре (до 300°С) в присутствии катализаторов. Обычно в их роли выступает окись никеля.
Полученный в процессе гидрогенизации жир называется саломасом.
О полезных свойствах вещества после многочасовой химической обработки можно забыть, но это — не самая серьезная проблема.
Сколько ньютонов в 100 силах?
При всем уважении к первому ответившему, «Клиент Amazon», чтобы преобразовать 100 Н в его эквивалентную силу в фунтах, вам нужно РАЗДЕЛИТЬ 100 Н на 4.4482216282509 (константа, которую вы указали), и ответ, который вы получите, будет около 22.5 фунтов. Таким образом, 100 Н эквивалентны примерно 22.5 фунтам силы.
тогда что такое кН? Обычно рассматривается как килоньютоны
Один килоньютон, 1 кН, эквивалентен 102.0 кгс, или около 100 кг груза при земной гравитации. … Так, например, платформа, которая показывает это, рассчитана на 321 килоньютон (72,000 XNUMX фунтовf), выдержит нагрузку 32,100 70,800 кг (XNUMX XNUMX фунтов).
Кто открыл гравитацию? Физически, Сэр Исаак Ньютон не был крупным мужчиной. Однако у него был большой интеллект, о чем свидетельствуют его открытия в области гравитации, света, движения, математики и многого другого. Легенда гласит, что Исаак Ньютон придумал теорию гравитации в 1665 или 1666 году, увидев, как падает яблоко.
Задача №3
Какая масса древесного угля при сгорании дает столько же энергии, сколько выделяется при сгорании четырех литров бензина?
Дано:$V_б = 4 \space л$$\rho_б = 710 \frac{кг}{м^3}$$q_б = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$$q_у = 3.4 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$
СИ:$V_б = 4 \cdot 10^{-3} \space м^3$
$m_у — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Некоторая масса древесного угля при сгорании даст столько же энергии, сколько выделяется при сгорании данного объема бензина: $Q_у = Q_б$.
Формула для расчета количества теплоты, выделившегося при сгорании древесного угля:$Q_у = q_у m_у$.
Формула для расчета количества теплоты, выделившегося при сгорании бензина:$Q_б = q_б m_б$.
Масса бензина нам неизвестна, но известна его плотность и объем. Плотность по определению: $\rho_б = \frac{m_б}{V_б}$.Тогда масса бензина будет равна: $m_б = \rho_б V_б$.
Подставим в формулу для расчета количеста теплоты, выделившегося при сгорании бензина:$Q_б = q_б \rho_б V_б$.
Теперь приравняем эти две формулы для нахождения количества теплоты (для бензина и для древесного угля):$q_у m_у = q_б \rho_б V_б$.
Выразим отсюда массу древесного угля:$m_у = \frac{q_б \rho_б V_б}{q_у}$.
Рассчитаем ее:$m_у = \frac{4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 710 \frac{кг}{м^3} \cdot 4 \cdot 10^{-3} \space м^3}{3.4 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}} = \frac{13 \space 064 \cdot 10^4 \space Дж}{3.4 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}} \approx 3 \space 842 \cdot 10^{-3} \space кг \approx 3.8 \space кг$.
Ответ: $m_у \approx 3.8 \space кг$.
Физические свойства бериллия:
| 400 | Физические свойства | |
| 401 | Плотность* | 1,85 г/см3 (при 20 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – кристаллы, твердое тело),
1,690 г/см3 (при температуре плавления 1287 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – жидкость) |
| 402 | Температура плавления* | 1287 °C (1560 K, 2348,6 °F) |
| 403 | Температура кипения* | 2742 K (2469 °C, 4476 °F) |
| 404 | Температура сублимации | |
| 405 | Температура разложения | |
| 406 | Температура самовоспламенения смеси газа с воздухом | |
| 407 | Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл)* | 12,2 кДж/моль |
| 408 | Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип)* | 292 кДж/моль |
| 409 | Удельная теплоемкость при постоянном давлении | 1,56 Дж/г·K (при -23 °C),
1,98 Дж/г·K (при 25 °C) |
| 410 | Молярная теплоёмкость* | 16,443 Дж/(K·моль) |
| 411 | Молярный объём | 4,8767 см³/моль |
| 412 | Теплопроводность | 200 Вт/(м·К) (при стандартных условиях),
201 Вт/(м·К) (при 300 K) |
| 413 | Коэффициент теплового расширения | 11,3 мкм/(М·К) (при 25 °С) |
| 414 | Коэффициент температуропроводности | |
| 415 | Критическая температура | 4931,85 °C (5205 K, 8909,33 °F) – предположительно |
| 416 | Критическое давление | |
| 417 | Критическая плотность | |
| 418 | Тройная точка | |
| 419 | Давление паров (мм.рт.ст.) | 0,001 мм.рт.ст. (при 1091 °C), 0,1 мм.рт.ст. (при 1361 °C), 1 мм.рт.ст. (при 1548 °C), 10 мм.рт.ст. (при 1785 °C), 100 мм.рт.ст. (при 2097 °C) |
| 420 | Давление паров (Па) | 1 Па (при 1462 K),
10 Па (при 1608 K), 100 Па (при 1791 K), 1 кПа (при 2023 K), 10 кПа (при 2327 K), 100 кПа (при 2742 K) |
| 421 | Стандартная энтальпия образования ΔH | 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 422 | Стандартная энергия Гиббса образования ΔG | 0 кДж/моль (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 423 | Стандартная энтропия вещества S | 9,54 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 424 | Стандартная мольная теплоемкость Cp | 16,4 Дж/(моль·K) (при 298 К, для состояния вещества – твердое тело) |
| 425 | Энтальпия диссоциации ΔHдисс | |
| 426 | Диэлектрическая проницаемость | |
| 427 | Магнитный тип | Диамагнитный материал |
| 428 | Точка Кюри | |
| 429 | Объемная магнитная восприимчивость | -2,328·10-5 |
| 430 | Удельная магнитная восприимчивость | -1,26·10—8 |
| 431 | Молярная магнитная восприимчивость | -9,0·10-6 см3/моль (при 298 K) |
| 432 | Электрический тип | Проводник |
| 433 | Электропроводность в твердой фазе | 25,0·106 См/м (при 20 °C) |
| 434 | Удельное электрическое сопротивление | 36,0 нОм·м (при 20 °C) |
| 435 | Сверхпроводимость при температуре | 0,0237 К |
| 436 | Критическое магнитное поле разрушения сверхпроводимости | |
| 437 | Запрещенная зона | |
| 438 | Концентрация носителей заряда | |
| 439 | Твёрдость по Моосу | 5,5 |
| 440 | Твёрдость по Бринеллю | 600 МПа |
| 441 | Твёрдость по Виккерсу | 1670 МПа |
| 442 | Скорость звука | 12,890 м/с (при 20 °C) (в тонком стержне) |
| 443 | Поверхностное натяжение | |
| 444 | Динамическая вязкость газов и жидкостей | |
| 445 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | |
| 446 | Взрывоопасные концентрации смеси газа с кислородом, % объёмных | |
| 446 | Предел прочности на растяжение | 200-550 МПа,
до 400-800 МПа – после обработки давлением |
| 447 | Предел текучести | 250-600 МПа – после обработки давлением |
| 448 | Предел удлинения | 0,2-2 %,
до 4-12% – после обработки давлением |
| 449 | Модуль Юнга | 287 ГПа |
| 450 | Модуль сдвига | 132 ГПа |
| 451 | Объемный модуль упругости | 130 ГПа |
| 452 | Коэффициент Пуассона | 0,032 |
| 453 | Коэффициент преломления |
Закон Гесса
В 1840 году русский ученый описал закон термохимии, который до сих пор используется. Его называют законом Гесса:
Тепловой эффект зависит от агрегатного состояния начальных и конечных продуктов, промежуточные стадии, не влияют.
Это правило помогает узнать тепловой эффект промежуточных стадий. Он будет равен разнице между начальным и конечным значением. По сумме переходных реакций выясняют общий тепловой эффект.
Тепловой эффект химических реакций
Количество теплоты, которые выделяется или поглощается в результате реакции, называют тепловым эффектом данной реакции.
- обычно обозначают Q
Qp = Qкон. — Qисх.
- выражают в Дж или кДж
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(ж) + 484 кДж
Смотри также:
- Классификация химических реакций в неорганической и органической химии
- Скорость химической реакции, ее зависимость от различных факторов
- Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов
- Электролитическая диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты
- Реакции ионного обмена
- Гидролиз солей. Среда водных растворов: кислая, нейтральная, щелочная
- Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее
- Электролиз расплавов и растворов (солей, щелочей, кислот)
- Ионный (правило В.В. Марковникова) и радикальный механизмы реакций в органической химии
Задача №10
Легковой автомобиль прошел путь, равный $320 \space км$ со средней скоростью $80 \frac{км}{ч}$. При этом было израсходовано $20 \space л$ бензина. Определите среднюю мощность автомобиля на этом пути, если только третья часть теплоты, полученной при сгорании топлива, использовалась полезно.
Дано:$\upsilon_{ср} = 80 \frac{км}{ч}$$s = 320 \space км$$V = 20 \space л$$\rho = 710 \frac{кг}{м^3}$$q = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$$\eta = \frac{1}{3}$
СИ:$\upsilon_{ср} \approx 22.2 \frac{м}{c}$$s = 320 \space 000 \space м$$V = 20 \cdot 10^{-3 }\space м^3$
$N_{ср} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
По определению средняя мощность определяется следующим образом:$N_{ср} = \frac{A}{t}$.
Время мы моем определить, используя известные среднюю скорость и путь:$t = \frac{s}{ \upsilon_{ср}}$.
Когда речь идет о мощности, то под величиной $A$ понимается полезная работа. Ее мы можем определить, используя формулу КПД:$\eta = \frac{A_п}{A_з} = \frac{A}{Q}$, где $Q$ — это количество теплоты, которое выделилось при сгорании бензина.Найти эту величину мы можем по формуле:$Q = qm = q \rho V$.Тогда полезная работа будет рассчитываться по формуле:$A = Q \cdot \eta = q \rho V \cdot \eta$.
Подставим выражения для времени и работы в формулу для мощности:$N_{ср} = \frac{q \rho V \cdot \eta}{\frac{s}{\upsilon_{ср}}} = \frac{q \rho V \cdot \eta \cdot \upsilon_{ср}}{s}$.
Рассчитаем ее:$N_{ср} = \frac{4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 710 \frac{кг}{м^3} \cdot 20 \cdot 10^{-3} \space м^3 \cdot \frac{1}{3} \cdot 22.2 \frac{м}{с}}{320 \space 000 \space м} \approx \frac{4834 \cdot 10^6}{0.32 \cdot 10^6} \cdot \frac{Дж}{с} \approx 15 \space 106 \space Вт \approx 15 \space кВт$.
Ответ: $N_{ср} \approx 15 \space кВт$.
Какова ценность 104 калорий в джоулях Дж?
– Теперь, подставив значение одной калорийности в 104 калории, мы получим количество джоулей в 104 калориях. 104 калории = (104) (4.18) = 434.72 джоулей. – Следовательно, количество джоулей на 104 калории составляет 434.72 джоуля.
Почему килокалории называют калориями?
Чтобы избежать путаницы между большими и малыми калориями, считается, что термин килокалория — приставка «кило», означающая 1,000 — был создан для обозначения большой калорийности ( 1 ). … Калории также могут быть выражены в килоджоулях (кДж). Одна калория (ккал) равна 4.18 кДж или 4,184 джоуля (Дж) (1).
Достаточно ли 5000 кДж в день? Низкоэнергетические диеты (LED)
Светодиоды предписывают ежедневное потребление энергии от 4,200 до 5,000 кДж в сутки. Обычно это список определенных блюд и закусок, за которыми вы внимательно следите, чтобы убедиться, что ваше потребление килоджоулей соответствует дневной цели.
Сколько килоджоулей в яйце? Яйцо среднего размера из 700-граммовой коробки содержит 310 килоджоулей. Однако точное количество килоджоулей зависит от размера яйца. Яйцо чуть меньшего размера из 600-граммовой коробки содержит 268 килоджоулей.
Какие калории?
Мы можем определить калорию как «количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 оC. » Мы используем эту единицу в основном для измерения энергии пищи. 1 килокалория равна 1000 калорий
Обычно на упаковке пищевых продуктов производитель указывает энергетическую ценность в килокалориях или словом «калория» (обратите внимание на заглавную букву «С» в начале слова «калория»), что имеет то же значение, что и килокалория. Следовательно, «калорийность» и «калория» имеют два разных значения в пищевой химии
Ожирение — распространенная проблема; поэтому людей беспокоят калории, которые они потребляют в своем организме
Не только для этого, важно знать количество энергии, которое мы принимаем, чтобы поддерживать здоровье тела. Нам нужна пища для нашего тела, чтобы производить энергию
Например, 1 г углеводов и 1 г белка обычно содержат 4 калории, а 1 г жира — 9 калорий. Пища, которую мы принимаем, претерпевает процесс, называемый метаболизмом. В этом процессе химическая энергия, хранящаяся в пище, преобразуется в химическую энергию АТФ. Нашему организму нужен АТФ, чтобы обеспечивать энергией все функции организма.
Более того, если количество потребляемых калорий превышает количество сожженных в организме, то эти калории откладываются в нашем теле в виде жира. В результате увеличится масса тела. Чтобы контролировать прибавку в весе, люди могут увеличить скорость сжигания накопленного жира, тренируясь. Однако, если потребляемая энергия меньше, чем мы хотим, тогда вес тела уменьшается. Разным людям требуется разное количество калорий в день в зависимости от возраста, пола, размера, окружающей среды и их повседневной активности. Например, детям, спортсменам и трудолюбивым людям нужно больше энергии, чем пожилым людям.
Общие сведения:
| 100 | Общие сведения | |
| 101 | Название | Бериллий |
| 102 | Прежнее название | |
| 103 | Латинское название | Beryllium |
| 104 | Английское название | Beryllium |
| 105 | Символ | Be |
| 106 | Атомный номер (номер в таблице) | 4 |
| 107 | Тип | Металл |
| 108 | Группа | Амфотерный, щёлочноземельный, редкий, лёгкий, цветной металл |
| 109 | Открыт | Луи-Николя Воклен, Франция, 1798 г. |
| 110 | Год открытия | 1798 г. |
| 111 | Внешний вид и пр. | Относительно твёрдый, хрупкий металл светло-серого цвета |
| 112 | Происхождение | Природный материал |
| 113 | Модификации | |
| 114 | Аллотропные модификации | 2 аллотропные модификации бериллия:
— α-бериллий с гексагональной плотноупакованной кристаллической решёткой, — β-бериллий с кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой |
| 115 | Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга | — α-бериллий существует при температуре ниже 1250 °C и иных стандартных условиях,
— β-бериллий существует при температуре выше 1250 °C и иных стандартных условиях |
| 116 | Конденсат Бозе-Эйнштейна | |
| 117 | Двумерные материалы | |
| 118 | Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) | 0 % |
| 119 | Содержание в земной коре (по массе) | 0,00019 % |
| 120 | Содержание в морях и океанах (по массе) | 6,0·10-11 % |
| 121 | Содержание во Вселенной и космосе (по массе) | 1,0·10-7 % |
| 122 | Содержание в Солнце (по массе) | 1,0·10-8 % |
| 123 | Содержание в метеоритах (по массе) | 2,9·10-6 % |
| 124 | Содержание в организме человека (по массе) | 4,0·10-8 % |
Задача №1
Какое количество теплоты выделится при сгорании керосина массой $300 \space г$?
Дано:$m = 300 \space г$$q = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$
СИ:$m = 0.3 \space кг$
$Q — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Формула для расчета количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива:$Q = qm$.
Подставим в формулу известные величины и рассчитаем количество теплоты:$Q = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 0.3 \space кг = 1.38 \cdot 10^7 \space Дж = 13.8 \cdot 10^6 \space Дж = 13.8 \space МДж$.
В таких простых задачах обращайте внимание на размерность исходных величин, не забывайте переводить их в СИ (как мы перевели $г$ в $кг$). При простом решении можно получить неправильный ответ, пропустив размерность используемых величин
Ответ: $Q = 13.8 \space MДж$.
В чем разница между калориями и килоджоулями?
Калорийность — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма воды на 1 градус. оC, а килоджоули — это единица измерения энергии в системе СИ. Хотя мы можем использовать оба этих термина для измерения энергии пищи, ценности, которые они выражают, отличаются друг от друга. Следовательно, ключевое различие между калориями и килоджоулями в том, что одна калория равна 4,184 килоджоулей. Более того, калория — это большая единица измерения энергии по сравнению с килоджоулями.
Кроме того, еще одно важное различие между калориями и килоджоулями заключается в том, что мы используем калории для измерения энергии пищи, тогда как единица килоджоулей полезна в широком диапазоне, например для измерения электрической энергии, химической энергии, пищевой энергии и т. Д
Задача №2
Заряд пороха в патроне пулемета имеет массу $3.2 \space г$. Теплота сгорания пороха равна $3.8 \frac{МДж}{кг}$. Сколько выделяется тепла при каждом выстреле?
Дано:$q = 3.8 \frac{МДж}{кг}$$m = 3.2 \space г$
СИ:$q = 3.8 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}$$m = 3.2 \cdot 10^{-3} \space кг$
$Q — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Формула для расчета количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива:$Q = qm$.
Подставим в формулу известные величины и рассчитаем количество теплоты:$Q = 3.8 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} \cdot 3.2 \cdot 10^{-3} \space кг = 12.16 \cdot 10^3 \space Дж \approx 12.16 \space кДж$.
Такое количество теплоты выделяется при каждом выстреле.
Ответ: $Q \approx 12.16 \space кДж$.
Сколько килоджоулей в 500 калориях?
500 килоджоулей (кДж) равны 119.5 калорий (ккал). Формула перевода килоджоулей в калории: E (Кал) = E (кДж) x 0.239, а обратный расчет — E (кДж) = E (Кал) / 4.184.
Сколько ньютонов в ударе? Сила удара в любительском боксе примерно 2500 N. Если вы весите 70 кг (11 стоунов или 154 фунта), вы приложите к земле около 700 Н силы, которая только что остановилась. Это делает силу удара примерно в 3.5 раза больше массы тела.
Сколько ньютонов в 5 кг?
Килограмм-сила в Ньютон Таблица преобразования
| Килограмм-сила | Ньютон |
|---|---|
| 1 кгс | 9.80665 N |
| 2 кгс | 19.6133 N |
| 3 кгс | 29.41995 N |
| 5 кгс | 49.03325 N |
Чему равен 1Н? Ньютон (Н) — международная единица измерения силы. Один ньютон равен 1 килограмм-метр в секунду в квадрате. Проще говоря, 1 ньютон силы — это сила, необходимая для ускорения объекта массой 1 килограмм на 1 метр в секунду в секунду.
Что такое 25kn?
Ответ на этот вопрос 25000 ньютонов.
Что такое 7кн? переводная таблица: килоньютон/фунт-сила
| Килоньютоны | Фунт-сила |
|---|---|
| 6 кН | 1,349 фунтов |
| 7 кН | 1,574 фунтов |
| 8 кН | 1,798 фунтов |
| 9 кН | 2,023 фунтов |
Что такое сила Ньютона?
Один ньютон — это сила, необходимая для ускорения одного килограмма массы со скоростью один метр в секунду в квадрате в направлении приложенной силы. Ответ: Ньютон – это сила, действующая на тело массой 1 кг и вызывающая в нем ускорение 1 м/с.
Задача №8
Найдите КПД примуса, в котором при нагревании $4 \space л$ воды от $20 \degree C$ до $75 \degree C$ сгорело $50 \space г$ керосина.
Дано:$V_в = 4 \space л$$m_к = 50 \space г$ $t_1 = 20 \degree C$$t_2 = 75 \degree C$$c_в = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$$\rho_в = 1000 \frac{кг}{м^3}$$q_к = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$
СИ:$V_в = 4 \cdot 10^{-3} м^3$$m_к = 0.05 \space кг$
$\eta — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
КПД определяется по формуле:$\eta = \frac{Q _п}{Q_з} \cdot 100\%$.
В нашем случае полезное количество теплоты — это количество теплоты, которое требуется для нагревании воды, а затраченное количество теплоты — это та энергия, которая выделялась при сгорании керосина.Тогда формула для КПД примет вид:$\eta = \frac{Q _в}{Q_к} \cdot 100\%$.
Рассчитаем отдельно величины $Q_в$ и $Q_к$.Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:$Q_в = = c_в m_в (t_2 — t_1)$.
Выразим массу воды через ее плотность и объем: $m_в = \rho_в V_в$.Подставим ее в формулу и рассчитаем количество теплоты:$Q_в = c_в \rho_в V_в (t_2 — t_1)$,$Q_в = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree} \cdot 1000 \frac{кг}{м^3} \cdot 4 \cdot 10^{-3} \space м^3 \cdot (75 \degree C — 20 \degree C) = 16 \space 800 \frac{Дж}{\degree C} \cdot 55 \degree C = 924 \space 000 \space Дж = 0.0924 \cdot 10^7 \space Дж$.
Теперь рассчитаем количество теплоты, которое выделится при сгорании керосина:$Q_к = q_к m_к$,$Q_к = 4.6 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 0.05 \space кг = 0.23 \cdot 10^7 \space Дж$.
Подставим найденные значения в формулу для расчета КПД:$\eta = \frac{0.0924 \cdot 10^7 \space Дж}{0.23 \cdot 10^7 \space Дж} \cdot 100\% \approx 0.402 \cdot 100 \% \approx 40.2 \%$.
Ответ: $\eta \approx 40.2 \%$.
Термохимическое уравнение
Химические уравнения, в которых отображается тепловой эффект называются термохимическими. При записи в скобках обязательно указывают агрегатное состояние вещества: твердое, жидкое, газообразное и другое. Коэффициенты прописываются в условии: дробные или цельные числа.
При расчете учитывают температуру и давление, при которых протекает процесс. Если в условиях задачи не прописаны значения, то их принимают как стандартные: температура 278К, а давление 110,3 кПа.
В конце записи химического уравнения записывают значение Q, которое берут в справочнике, отдельно для каждого вещества. Энергия представлена в кДж в стандартных условиях. Применяется для расчета по формулам.
Примечание:
206* Ковалентный радиус бериллия согласно и составляет 96±3 пм и 90 пм соответственно.
401* Плотность бериллия согласно составляет 1,848 г/см3 (при 0 °C и иных стандартных условиях, состояние вещества – твердое тело).
402* Температура плавления бериллия согласно составляет 1278 °C (1551 K, 2332 °F).
403* Температура кипения бериллия согласно составляет 2970 °C (3243 K, 5378 °F).
407* Удельная теплота плавления (энтальпия плавления ΔHпл) бериллия согласно и составляет 12,21 кДж/моль и 14,7 кДж/моль соответственно.
408* Удельная теплота испарения (энтальпия кипения ΔHкип) бериллия согласно составляет 309 кДж/моль.
410* Молярная теплоемкость бериллия согласно составляет 16,44 Дж/(K·моль).
Задача №7
Используя графики зависимости количества теплоты, выделяющегося при полном сгорании топлива, от массы топлива (рисунок 1), определите для каких видов топлива построены эти графики, и вычислите количество теплоты, которое выделяется при сгорании $2.2 \space кг$ каждого вида топлива.
Рисунок 1. Графики зависимости количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива, от массы топлива
Для того чтобы записать условия задачи, давайте получим нужную нам информацию из представленных графиков.
Посмотрим на графики и выберем удобные для нас точки, чтобы соотнести точное количество теплоты и массу топлива. Для графика №1: при массе топлива $5 \space кг$ выделяется $150 \space МДж$ энергии. У графика №2: при массе топлива $3.5 \space кг$ выделяется $50 \space МДж$ энергии.
Для того чтобы определить вид топлива, нам нужно найти его удельную теплоту сгорания. Значит, их мы и будем искать для ответа на первый вопрос задачи. Теперь можно записать условия задачи.
Дано:$Q_1 = 150 \space МДж$ $Q_2 = 50 \space МДж$$m_1 = 5 \space кг$$m_2 = 3.5 \space кг$$m = 2.2 \space кг$
СИ:$Q_1 = 15 \cdot 10^7 \space Дж$ $Q_2 = 5 \cdot 10^7 \space Дж$
$q_1 — ?$$q_2 — ?$$Q_{11} — ?$$Q_{22} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Формула для расчета количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива:$Q = qm$.Выразим отсюда удельную теплоту сгорания:$q = \frac{Q}{m}$.
Найдем удельную теплоту сгорания для топлива, соответствующего графику №1:$q_1 = \frac{Q_1}{m_1} = \frac{15 \cdot 10^7 \space Дж}{5 \space кг} = 3 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$.Пользуясь таблицей из урока «Энергия топлива. Удельная теплота сгорания», определяем, что такая величина удельной теплоты сгорания соответствует антрациту.
Рассчитаем, какое количество теплоты выделится при сгорании $2.2 \space кг$ антрацита:$Q_{11} = q_1m = 3 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 2.2 \space кг = 6.6 \cdot 10^7 \space Дж = 66 \space МДж$.
Найдем удельную теплоту сгорания для топлива, соответствующего графику №2:$q_2 = \frac{Q_2}{m_2} = \frac{5 \cdot 10^7 \space Дж}{3.5 \space кг} \approx 1.4 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг}$.Такая величина удельной теплоты сгорания соответствует торфу.
Рассчитаем, какое количество теплоты выделится при сгорании $2.2 \space кг$ торфа:$Q_{22} = q_2m = 1.4 \cdot 10^7 \frac{Дж}{кг} \cdot 2.2 \space кг = 3.08 \cdot 10^7 \space Дж \approx 31 \space МДж$.
Ответ: антрацит, $Q_{11} = 66 \space МДж$; торф, $Q_{22} \approx 31 \space МДж$.
Кристаллическая решётка бериллия:
| 500 | Кристаллическая решётка | |
| 511 | Кристаллическая решётка #1 | α-бериллий |
| 512 | Структура решётки |
Гексагональная плотноупакованная
|
| 513 | Параметры решётки | a = 2,286 Å, c = 3,584 Å |
| 514 | Отношение c/a | 1,567 |
| 515 | Температура Дебая | 1000 K |
| 516 | Название пространственной группы симметрии | P63/mmc |
| 517 | Номер пространственной группы симметрии | 194 |
| 521 | Кристаллическая решётка #2 | β-бериллий |
| 522 | Структура решётки |
Кубическая объёмно-центрированная |
| 523 | Параметры решётки | 2,5515 Å |
| 524 | Отношение c/a | |
| 525 | Температура Дебая | |
| 526 | Название пространственной группы симметрии | |
| 527 | Номер пространственной группы симметрии |
Перевод между калориями, ваттами, килограммами
Говоря о правильном написании калория или каллория, стоит отметить, что слово происходит от французского, где используется только одна буква «л», поэтому правильно писать «калория». Используется калория для нагрева грамма воды. Чаще говорят не килокалории, а просто калории. Это не значит, что речь идет о мизерном измерении энергетической ценности продукта. Просто так удобнее говорить.
Перевод между калориями
Что такое килокалория, удалось разобраться. Что же такое джоуль? Это работа, совершаемая при перемещении точки силы, приложенной к предмету, равная одному ньютону, на один метр туда, куда направлена сила действия
Теперь стоит обратить внимание, как сочетаются между собой калории и джоули. Например, позанимавшись в спортзале, удалось сжечь 300 ккал
Съев яблоко после тренировки, человек получает 50 ккал, а с кусочком хлеба организм наполнился энергией уже на 315 кдж.
Для того чтобы подсчитать количество итоговых калорий, нужно все перевести в одну единицу измерения, а именно в ккал. Потратили 300 ккал, съели 50 ккал плюс 315/4,2 кдж, то есть 50+75 ккал. В итоге 125 ккал. Получается, что еще остается не вернувшихся 175 ккал. Значит, именно столько можно съесть, не тревожась за фигуру.
Каждый час тратится одна калория на килограмм массы тела. Получается, что даже ничего не делая, за час организм при весе 55 килограмм расходует 55 ккал. Поэтому между восемью часами утра и часом дня необходимо съесть блюдо, содержащее 275 ккал. При этом в расчет не берется энергия, требуемая для работы системы пищеварения, для физических нагрузок, работы.
