Скільки дров потрібно спалити у печі, ККД якої 30%, щоб закип`ятити воду, що утвориться зі 100 кг снігу, температура якого дорівнює -10°С? (відповідь округлити до десятих та подати числом у кг)
Ответы
Ответ:
Q1 = m1 * c * ΔT
де Q1 - кількість тепла, m1 - маса снігу, c - специфічна теплоємність снігу (приблизно 2.09 Дж/(г·°C)), ΔT - зміна температури.
Q1 = 100 кг * 2.09 Дж/(г·°C) * (0°C - (-10°C))
Q1 = 20900 Дж
Тепер нам потрібно розрахувати кількість тепла, яке потрібно для закип'ятку води. Ми можемо використовувати формулу:
Q2 = m2 * ΔH
де Q2 - кількість тепла, яка потрібна для закип'ятку води, m2 - маса води, ΔH - теплота плавлення (перетворення води в пар при постійній температурі і тиску, приблизно 33400 Дж/г).
Маса води дорівнює масі снігу, оскільки сніг перетворюється в воду при плавленні:
m2 = 100 кг
Тепер ми можемо розрахувати Q2:
Q2 = 100 кг * 33400 Дж/г
Q2 = 3340000 Дж
Тепер нам відомо, що ми потребуємо 3340000 Дж тепла, щоб закип'ятити воду. Проте ККД печі - це лише 30%, тобто тільки 30% витрати дров перетворюються на тепло. Тому ми можемо обчислити кількість тепла, яку потрібно виділити згорівши дрова:
Q3 = (3340000 Дж) / (0.30) # Використовуємо ККД у вигляді десяткового дробу
Q3 ≈ 11133333.33 Дж
Тепер ми можемо обчислити масу дров, яку потрібно спалити:
m3 = Q3 / (специфічна теплоємність дров) # Специфічна теплоємність дров може коливатися, але приблизно 15-20 МДж/тонна.
m3 ≈ (11133333.33 Дж) / (20 МДж/тонна) * 1000 г/тонна
m3 ≈ 55666.67 кг
Отже, для закип'ятку води, що утвориться зі 100 кг снігу, потрібно приблизно 55666.67 кілограмів дров. Округлено до десятих, це 55666.7 кг.
Объяснение: