Скiльки дров треба спaлити, щoб випaрувaти два кг води, якщо
темпеpатура вoди 20°С, KKД=50 відсоткiв? (св = 4 200Дж/(кг×K),
r=2,3×10 в 6 ст. Дж/кг, q=10 в 7 ст. Дж/kг).
Ответы
Ответ:
знизу
Объяснение:
Для випаровування двох кілограмів води потрібно витратити енергію, рівну:
Q = m * L,
де m - маса випаровуваної води, а L - теплота випаровування.
Для води при температурі 20°С теплота випаровування L дорівнює:
L = r * (Tкип - T),
де r - теплова постійна пароутворення, Tкип - температура кипіння води (100°С), T - температура води (20°С).
Отже, L = 2,3 * 10^6 * (100 - 20) = 161 * 10^6 Дж/кг.
Також, для спалення одного кілограма дров потрібно витратити енергію q = 10^7 Дж/кг.
ККД (коефіцієнт корисної дії) дорівнює 50%, тому для випаровування двох кілограмів води потрібно витратити енергію, рівну:
Q = m * L / KKД = 2 * 161 * 10^6 / 0.5 = 644 * 10^6 Дж.
Для випаровування води підігрівається до температури кипіння, тому спочатку потрібно витратити енергію, щоб нагріти воду до 100°С. Тепло, необхідне для нагрівання, дорівнює:
Q1 = m * c * ΔT,
де c - теплоємність води, ΔT - зміна температури.
Теплоємність води дорівнює приблизно 4,2 кДж/(кг×К), тому:
Q1 = 2 * 4,2 * (100 - 20) = 672 кДж.
Таким чином, загальна енергія, яку необхідно витратити, щоб випарувати два кілограми води, складає:
Q = Q1 + Q2 = 672 кДж + 644 * 10^6 Дж = 644.672 * 10^6 Дж.
Для витрати такої кількості енергії потрібно спалити масу дров, рівну:
m_др = Q / q = 644.672 * 10^6 Д