ZZ.97.

Należy zdawać sobie sprawę z tego, że urządzenie działające jako pompa ciepła tak jak jest to opisane w treści zadania składa się tak na dobrą sprawę z dwóch części - w jednej z nich ciepło jest pobierane przez czynnik roboczy urządzenia z jednego "zbiornika ciepła" (czyli np. jakiegoś pomieszczenia), a w drugiej ciepło jest oddawane przez ów czynnik roboczy do drugiego "zbiornika ciepła". Jeśli mamy do czynienia z pompą ciepła, to ciepło jest pobierane ze zbiornika o temperaturze niższej i przekazywane do zbiornika o temperaturze wyższej - wbrew temu co samorzutnie by się działo, bo samoczynnie to ciało o temperaturze wyższej oddawałoby ciepło, a ciało o temperaturze niższej je przyjmowało - i to co napisałaś to właśnie dzieje się samorzutnie, ale cała zabawa w pompie ciepła polega na tym, żeby wykonując pracę nad czynnikiem roboczym robić rzecz przeciwną - czyli właśnie zabierać ciepło z ciała o niższej temperaturze (czyli np. zabieramy ciepło z wnętrza lodówki żeby jeszcze bardziej je schłodzić) i przekazywać je do ciała o wyższej temperaturze (np. zewnętrze lodówki). Stąd B jest odpowiedzią poprawną, bo w części chłodzącej czynnik roboczy zabiera ciepło z otoczenia - czyli sam czynnik ciepło pobiera, więc przechodzi z fazy ciekłej w gazową, czyli paruje.

Co do jednostki, to trzeba wykorzystać wzór z ciepłem właściwym wody. Z definicji podanej w treści zadania wiemy, że 1 BTU to jest tyle energii ile potrzeba by ogrzać 0,4536 kg wody o 5/9 stopnia Celsjusza (bo taka różnica w stopniach Celsjusza to jest 1 stopień różnicy w skali Fahrenheita, co wynika ze wzoru podanego w treści).  no i teraz należy wykorzystać wspomniany wzór z ciepłem właściwym wody: 1 BTU = 0,4536 kg*4200 J/kg*K*(5/9 K) = ... J. 4200 J/kg*K to ciepło właściwe wody. Potem uzyskane BTU trzeba podzielić przez godzinę i dostaniemy ile to jest dżuli na sekundę, a stąd będziemy wiedzieli ile to jest watów.

Dziękuję za odpowiedź. Skąd dokładnie bierzemy te różnice 5/9 (wiem, że z treści z nawiasu z temperaturami, ale jak konkretnie) oraz czemu możemy podstawiać wartość 4200J/kg*K jeżeli w treści jest 4187J/kg*K? Tu nie trzeba przeliczać jednostek temperatury? Wynik wyszedł poprawną z wartością z tego co Pan mi podpowiedział natomiast ciężko byłoby mi na to wpaść.

Co do 4200, to oczywiście należy wstawić 4187, po prostu ja pamiętam, że to jest około 4200, a nie zorientowałem się, że w treści zadania dali dokładną wartość - trzeba zatem użyć oczywiście tej podanej przez nich :)

Co do tego skąd wiedzieć, że to na pewno 5/9 - można to obliczyć. Czyli np. do wzoru na temperaturę w stopniach Fahrenheitach podstawmy dwie różne wartości temperatury w st. Celsjusza, ale takie, żeby ich różnica wynosiła 1 i zobaczymy jakiej odpowiada to różnicy w skali Fahrenheita, a stąd wywnioskujemy jak jedna jednostka przelicza się na drugą. Czyli wstawmy do tego wzoru np. 0 st. Celsjsza i 1 st. Celsjusza. Wyjdzie nam, że jest to odpowiednio 32 st. Fahrenheita i 33,8 st. Fahrenheita. Różnica w Celsjuszach wynosi 1, a w Fahrenheitach 1,8 (1,8 = 9/5), więc wnioskujemy, że 1 st. Celsjusza = 9/5 st. Fahrenheita (w sensie "wielkości" danej jednostki). A zatem 1 st. Fahrenheita = 5/9 st. Celsjusza.

Co do zaś przeliczenia stopni Celsjusza na kelwiny to sprawa jest prosta, ponieważ jeśli mówimy o różnicy temperatur (a tutaj tak jest), to nieważne czy wyrazimy to w kelwinach czy stopniach Celsjusza to będzie to tyle samo, czyli wrzucona tutaj przez nas różnica równa 5/9 st. Celsjusza to to samo co 5/9 K i wtedy wszystkie jednostki ładnie będą się zgadzać (tzn. te kelwiny K się skrócą).