Вариант 3. 1. Температура пламени стеариновой свечи достигает 1500 °C. Почему же на свече нельзя вскипятить ведро воды? 2. При обработке холодом стальную деталь массой 0,54 кг при температуре 20 °C поместили в холодильник, температура которого −80 °C. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении детали? 3. Определите массу природного газа, которым можно заменить 0,9 г водорода, чтобы получить такое же количество теплоты, что и при сжигании водорода.

1. Температура пламени сама по себе не определяет, сколько воды можно нагреть. Свеча имеет небольшую мощность, а значительная часть тепла рассеивается в окружающую среду. Поэтому передаваемого воде тепла недостаточно, чтобы нагреть и вскипятить целое ведро.

2. Дано: m = 0,54 кг, Δt = 20 − (−80) = 100 °C, c_стали = 500 Дж/(кг·°C).

Количество выделившейся теплоты: Q = cmΔt = 500 · 0,54 · 100 = 27 000 Дж = 27 кДж.

3. Используем табличные значения: q_{водорода} = 1,2·10⁸ Дж/кг, q_{природного газа} = 4,4·10⁷ Дж/кг. Масса водорода — 0,9 г = 0,0009 кг.

При сгорании водорода выделится Q = qm = 1,2·10⁸ · 0,0009 = 108 000 Дж.

Чтобы получить столько же теплоты от природного газа, потребуется m = Q/q = 108 000/(4,4·10⁷) ≈ 0,00245 кг = 2,45 г.

Ответ: 1) из-за малой мощности свечи и потерь тепла; 2) 27 кДж; 3) примерно 2,45 г природного газа.