Bài tập năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu

+ Nhiệt lượng dùng để đun nóng nước là: $Q = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 4,2.4200.\left( {96 - 16} \right) = 1411200J$

+ Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa tỏa ra là: ${Q_{tp}} = qm = {44.10^6}.0,25 = {11.10^6}J$

=> Hiệu suất của bếp dầu là: $H = \dfrac{Q}{{{Q_{tp}}}} = \dfrac{{1411200}}{{{{11.10}^6}}}.100\%  = 12,83\%$

+ Nhiệt lượng dùng để đun nóng nước là: $Q = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 4,5.4200.\left( {100 - 20} \right) = 1512000J$

+ Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa tỏa ra là: ${Q_{tp}} = qm = {44.10^6}.0,15 = {66.10^5}J$

=> Hiệu suất của bếp dầu là: $H = \dfrac{Q}{{{Q_{tp}}}} = \dfrac{{1512000}}{{{{66.10}^5}}} = 0,229 = 22,9\%$

Khối lượng của $3$ lít nước $= 3kg$

 Nhiệt lượng cần để đun sôi nước là: $Q = mc\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 3.4200\left( {100 - 30} \right) = 882000J$

Ta có $H = \dfrac{{{Q_{ich}}}}{{{Q_{tp}}}}.100\%  \Rightarrow {Q_{tp}} = \dfrac{{{Q_{ich}}.100\% }}{H} = \dfrac{{882000.100\% }}{{30\% }} = 2940000J$

Mặt khác, ta có: ${Q_{tp}} = qm \to m = \dfrac{{{Q_{tp}}}}{q} = \dfrac{{2940000}}{{{{44.10}^6}}} = 0,0668kg$ 

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn $25kg$ củi là:

${Q_1} = {q_1}{m_1} = {10^7}.25 = {25.10^7}J$

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn $15kg$ than đá là:

${Q_2} = {27.10^6}.10 = {270.10^6}J$

Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng  ${Q_1}$ là:

$m' = \dfrac{{{Q_1}}}{{{q_{dau}}}} = \dfrac{{{{25.10}^7}}}{{{{44.10}^6}}} = 5,68kg$

Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng ${Q_2}$ là:

$m'' = \dfrac{{{Q_2}}}{{{q_{dau}}}} = \dfrac{{{{270.10}^6}}}{{{{44.10}^6}}} = 6,14kg$

=> Khối lượng dầu hỏa cần dùng là: $m = m' + m'' = 5,68 + 6,14 = 11,82kg$  

Ta có:

+ Than có năng suất tỏa nhiệt lớn hơn củi

+ Ngoài ra dùng bếp than còn có các lợi ích khác như: góp phần bảo vệ rừng, sử dụng thuận tiện, sạch sẽ hơn bếp củi.

Ta có:

Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu bị đốt cháy $12kg$ than bùn là:

$Q = qm = 1,{4.10^7}.12 = {168.10^6}J$

Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu

Ta có:

=> Trong các chất có thể làm chất đốt như: củi khô, than đá, than bùn, dầu hỏa, năng suất tỏa nhiệt của chúng được xếp từ lớn đến nhỏ là: xăng, khí đốt, than bùn, củi khô

Ta có:

Đại lượng cho biết nhiệt lượng toả ra khi $1{\rm{ }}kg$ nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.

=> Khi nói năng suất tỏa nhiệt của xăng là ${46.10^6}J/kg$ , điều đó có nghĩa là: Khi đốt cháy hoàn toàn $1kg$ xăng tỏa ra nhiệt lượng là ${46.10^6}J$

Ta có:

=> Trong các chất có thể làm chất đốt như: củi khô, than đá, than bùn, dầu hỏa, năng suất tỏa nhiệt của chúng được xếp từ lớn đến nhỏ là: Dầu hỏa, than đá, than bùn, củi khô

Mệnh đề đúng là: “Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu”

Trong các vật trên, vật có năng suất tỏa nhiệt là củi bị đốt cháy, do củi là nhiên liệu còn nước và nồi không phải là nhiên liệu nên không có năng suất tỏa nhiệt

Ta có:

Đại lượng cho biết nhiệt lượng toả ra khi $1{\rm{ }}kg$ nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn gọi là năng suất toả nhiệt của nhiên liệu.

=> Khi nói năng suất tỏa nhiệt của than đá là ${27.10^6}J/kg$ , điều đó có nghĩa là: Khi đốt cháy hoàn toàn $1kg$ than đá tỏa ra nhiệt lượng là ${27.10^6}J$

Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu bị đốt cháy được tính theo công thức:

$Q = qm$

Trong đó:

     + $Q$: nhiệt lượng toả ra $\left( J \right)$

     + $q$: năng suất toả nhiệt của nhiên liệu $\left( {J/kg} \right)$

     + $m$: khối lượng nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn$\left( {kg} \right)$

Ta có:

Nhiệt lượng toả ra khi nhiên liệu bị đốt cháy $12kg$ than đá là:

$Q = qm = {27.10^6}.12 = {324.10^6}J$

Ta có:

+ Than có năng suất tỏa nhiệt lớn hơn củi

+ Ngoài ra dùng bếp than còn có các lợi ích khác như: góp phần bảo vệ rừng, sử dụng thuận tiện, sạch sẽ hơn bếp củi.

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn $15kg$ củi là:

${Q_1} = {q_1}{m_1} = {10^7}.15 = {15.10^7}J$

Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn $15kg$ than đá là:

${Q_2} = {27.10^6}.15 = {405.10^6}J$

Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng  ${Q_1}$ là:

$m' = \frac{{{Q_1}}}{{{q_{dau}}}} = \frac{{{{15.10}^7}}}{{{{44.10}^6}}} = 3,41kg$

Lượng dầu hỏa cần dùng để khi đốt cháy thu được nhiệt lượng ${Q_2}$ là:

$m'' = \frac{{{Q_2}}}{{{q_{dau}}}} = \frac{{{{405.10}^6}}}{{{{44.10}^6}}} = 9,2kg$

=> Khối lượng dầu hỏa cần dùng là: $m = m' + m'' = 3,41 + 9,2 = 12,61kg$   

Khối lượng của $1$ lít nước $= 1kg$

+ Nhiệt lượng cần để đun nóng nước là: ${Q_1} = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 2.4200\left( {100 - 20} \right) = 672000J$

+ Nhiệt lượng cần đun nóng ấm là: ${Q_2} = {m_2}{c_2}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 0,5.880\left( {100 - 20} \right) = 35200J$

=> Nhiệt lượng do dầu tỏa ra để đun nóng nước và ấm là:

$Q = {Q_1} + {Q_2} = 672000 + 35200 = 707200J$

+ Theo đề bài, ta có chỉ có $30\%$ nhiệt lượng do dầu tỏa ra làm nóng nước và ấm

=> Nhiệt lượng toàn phần mà dầu tỏa ra là: ${Q_{tp}} = \dfrac{Q}{{0,3}} = \dfrac{{707200}}{{0,3}} = 2,{36.10^6}J$

+ Mặt khác, ta có: ${Q_{tp}} = qm \to m = \dfrac{{{Q_{tp}}}}{q} = \dfrac{{2,{{36.10}^6}}}{{{{46.10}^6}}} = 0,051kg = 51g$  

+ Nhiệt lượng dùng để đun nóng nước là: $Q = {m_1}{c_1}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 4,5.4200.\left( {100 - 20} \right) = 1512000J$

+ Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa tỏa ra là: ${Q_{tp}} = qm = {44.10^6}.0,25 = {11.10^6}J$

=> Hiệu suất của bếp dầu là: $H = \frac{Q}{{{Q_{tp}}}} = \frac{{1512000}}{{{{11.10}^6}}} = 0,137 = 13,75\%$

+ Nhiệt lượng dùng để nung thỏi đồng là: $Q = {m_{cu}}{c_{cu}}\left( {{t_2} - {t_1}} \right) = 4.380.\left( {180 - 20} \right) = 243200J$

+ Nhiệt lượng do nhiên liệu tỏa ra là: $Q = qm \Rightarrow m = \dfrac{Q}{q} = \dfrac{{243200}}{{{{46.10}^6}}} = 0,0052kg$