Question

На керогазі закип'ятили 1 кг води за 10 хвилин, початкова температуру води
200 °С. ККД керогазу 30 %. Скільки гасу витрачалося керогазом за кожну хвилину роботи? (теплота згорання гасу 46 Мдж/кг)

Answer 1

Дано:

маса води, яку закип'ятіли - 1 кг;

час закип'ятку - 10 хвилин;

початкова температура води - 200 °C;

ККД керогазу - 30%;

теплота згорання гасу - 46 Мдж/кг.

Треба знайти: скільки гасу витрачалося керогазом за кожну хвилину роботи.

Розв'язок:

Визначимо теплоту, необхідну для нагрівання 1 кг води від 200 °C до 100 °C:

Q1 = c * m * ΔT,

де c - теплоємність води, 4190 Дж/(кг*°C);

m - маса води, 1 кг;

ΔT - зміна температури, 100 °C - 200 °C = -100 °C.

Q1 = 4190 * 1 * (-100) = -419000 Дж.

Визначимо теплоту, необхідну для перетворення 1 кг води в пар при температурі 100 °C:

Q2 = L * m,

де L - теплота пароутворення води, 2260 кДж/кг.

Q2 = 2260 * 1 = 2260 кДж.

Визначимо загальну теплоту, необхідну для закип'ятку 1 кг води:

Q = Q1 + Q2 = -419000 + 2260 = -416740 Дж.

Визначимо кількість теплоти, що використовується для закип'ятку води з використанням ККД:

Qвик = Q / ККД = -416740 / 0.3 = -1389133 Дж.

Визначимо кількість газу, яку витрачає керогаз за 10 хвилин:

Qгаз = Qвик / t = -1389133 / 600 = -2315.2 Дж/хв.

Визначимо масу газу, яку витрачає керогаз за 1 хвилину, використовуючи теплоту згорання гасу:

mгаз = Qгаз / Qзгор = -2315.2 / (46 * 10 ** 6) = -0.00000503 кг/хв.

Отже, керогаз витрачає -0.00000503 кг/хв, або близько 5 мкг/хв гасу за кожну хвилину