Когда мама поздравляла Машу с Новым годом, она назвала её солнышком. Маша, углублённо изучающая астрономию, расстроилась, ведь Солнце имеет огромную (2-1020 кг)- массу
Витя, неужели я толстая? Я же совсем немного конфет съела… Не в этом дело. Когда ты улыбаешься, ты как будто светишься. Конечно, не так, как Солнце с его светимостью в 3.8 — 1020 Вт, но нам всем точно становится теплее!
Определите темп энерговыделения Солнца, то есть отношение выделяемой им за единицу времени энергии к массе. Ответ выразите в Вт/кг.
Число
Масса Маши равна 46 кг, в сутки девочка употребляет в пищу эквивалент 1700 ккал (конечно, если у неё закончились конфеты). Калория — внесистемная единица энергии, связанная с нагреванием воды: для нагрева 1 грамма воды на 1 градус Цельсия необходимо затратить 1 калорию. Примем, что 1 ккал = 4187 Дж. Определите средний темп энерговыделения Маши. Ответ выразите в Вт/кг.
Число
Во сколько раз темп энерговыделения Маши выше солнечного?
Число
Почему Маша выделяет больше тепла в расчёте на единицу массы?
Высокий темп энерговыделения человека связан не с эффективностью выделения энергии, а с (не)эффективностью её потребления и расходования
Темп энерговыделения человека учитывает душевную теплоту
Выделение энергии в ходе биохимических процессов в теле человека значительно эффективнее термоядерных реакций на Солнце
Люди, в том числе и Маша, носят головные уборы, которые защищают от потери тепла через голову
1 Ответ
Определите темп энерговыделения Солнца
Для определения темпа энерговыделения солнца необходимо разделить его светимость на его массу.
Светимость солнца — 3.8 ⋅ 10^26 Вт
Масса солнца — 2 ⋅ 10^30 кг
Темп энерговыделения = светимость / масса
Темп энерговыделения = (3.8 ⋅ 10^26 Вт) / (2 ⋅ 10^30 кг) =3.8 / 2 * 10^(26-30) =3.8 / 2 * 10^(-4) = 1.9 * 10^(-4) Вт/кг
Приближенно округляя, получаем ответ: 0.0002 Вт/кг.
Определите средний темп энерговыделения Маши:
Для решения данной задачи нужно использовать формулу для расчета среднего темпа энерговыделения.
Средний темп энерговыделения (P) можно вычислить с помощью следующей формулы:
P = E / t
где:
P — средний темп энерговыделения (в Вт/кг)
E — общая энергия, выделяемая машиной (в Дж)
t — время (в секундах)
Переведем массу машины из кг в г:
масса машины (m) = 46 кг = 46000 г
Общая энергия, выделяемая машиной (E), можно рассчитать, используя следующую формулу:
E = m * c * Δt
где:
m — масса машины (в г)
c — удельная теплоемкость воды (в Дж/(г·°C)), примем значение равным 4,18
Δt — изменение температуры (в °C)
Из условия задачи известна масса машины (m), удельная теплоемкость воды (c) и изменение температуры (Δt).
Учитывая, что каждая калория равна 4187 Дж, выразим Δt в градусах Цельсия и подставим значения в формулу:
E = m * c * Δt = 46000 * 4.18 * Δt (Дж)
Общая энергия, выделяемая машиной (E), равна 1700 ккал, что равно 1700 * 4187 Дж.
Таким образом, имеем следующее уравнение:
46000 * 4.18 * Δt = 1700 * 4187
Решим это уравнение относительно Δt:
Δt = (1700 * 4187) / (46000 * 4.18)
Вычислим значение Δt:
Δt ≈ 39.35 °C
Подставим значения в формулу для среднего темпа энерговыделения:
P = E / t = (1700 * 4187) / (24 * 3600)
Вычислим значение P:
P ≈ 1.79 Вт/кг
Таким образом, средний темп энерговыделения маши — 1.79 Вт/кг.
Во сколько раз темп энерговыделения Маши выше солнечного?
Ответ: 8955
Почему Маша выделяет больше тепла в расчёте на единицу массы?
Ответ: Высокий темп энерговыделения человека связан не с эффективностью выделения энергии.