При охлаждении куска меди массой 78 г до температуры 16°C выделилось 6 кДж теплоты. Определите, какой была температура меди до охлаждения. Удельная теплоемкость меди равна 380 Дж/(кг·°C). (ответ округлите до целых).

1. Теплота, выделяемая при сгорании топлива:

     Q = qm,  где q - удельная теплота сгорания топлива, Дж/кг

                           m - масса топлива, кг

Тогда для 15 кг древесного угля (q = 3,4 · 10⁷ Дж/кг):

     Q = 3,4 · 10⁷ · 15 = 5,1 · 10⁸ (Дж) = 510 (МДж)

для 0,2 кг спирта (q = 2,7 · 10⁷ Дж/кг):

      Q = 2,7 · 10⁷ · 0,2 = 5,4 · 10⁶ (Дж) = 5,4 (МДж)

3. Количество теплоты, выделившееся при сгорании дров:

      Q = qm,  где q = 10⁷ Дж/кг- удельная теплота сгорания дров

                            m - масса дров, кг

Тогда:

      m = Q/q = 5 · 10⁷ : 10⁷ = 5 (кг)

2. E = (m1-m2)×c²

m1=0,000025735 кг

m2=0,000025734 кг

c = 300 000 000 м/с

Тогда получим:

E = (0,000025735 кг - 0,000025734 кг) × (300 000 000 м/с)² = 90 000 000 Дж = 90 МДж

3. E = mc² = 4 200 000 000 кг × (300 000 000 м/с)² = 3,78 × 10 ^ 26 джоулей - столько энергии выделяется за 1 секунду. Мощность N = E/t, то есть делим нашу энергию на 1 секунду и получаем, что N = 3,78 × 10 ^ 26 Вт = 3,78 × 10 ^ 17 ГВт = 3,78 × 10 ^ 14 ТВт.

Суммарная мощность электростанций мира по прогнозам на 2020 год будет составлять ≈ 2,3 ТВт. Это значит, что Солнце выдает мощность в 1,64 × 10^14 больше, чем все электростанции Земли.

Поверхность планеты, обращенная к Солнцу, ничтожно мала по сравнению с поверхностью сферы, на которую распределяется энергия солнца, поэтому и использовать полностью эту энергию невозможно.

3. Необходимо уменьшение объема в 2 раза, следовательно и длина кубика в направлении движения должна сократиться в 2 раза.

l = lo×корень(1 - v²/c²)

корень(1-v²/c²) = 0,5

1-v²/c² = 0,25

v²/c² = 0,75

v=корень(0,75×с²) ≈ 0,87 с