В чайник из алюминия m = 400 г налили воду объемом 2 л при t=10°C и поставили на газовую горелку, доведя систему до кипения (t=100°C). Какая масса природного газа сгорела, если на тепловые процессы ушла половина энергии сгоревшего топлива?

m=400 г=0.4 кг

V=2 л=0.002 м³

mв=ρV=2 кг

t1=10°C

t2=100°C

Итак, теплота полученная системой идёт на нагревание воды и чайника. Теплоёмкость воды c1=4200 Дж / (кг*°C), теплоёмкость алюминия с2=920 Дж / (кг*°C). И чайник и вода нагреваются до 100 градусов Цельсия. Теплота, полученная системой

Q=c1*mв * (100-10) + с2*m (100-10) = 789120 Дж

Из условия ясно, что при сгорании топлива выделилась вдвое большая энергия, то есть Qт=1578240 Дж. Пусть M - масса топлива. Удельная теплота сгорания природного газа

q=35.5 МДж/м³=35.5*10^6 Дж/м³

Отсюда легко найти объем Vг сгоревшего газа

Qт=Vг*q

Vг=Qт/q=0.044 м³

Примем плотность природного газа за 0.77 кг/м³

Тогда масса сгоревшего газа M=0.77*0.044=34 г