Question

Лiд масою 1,5 кг має температуру - 10^С. Яку кiлькiсть гасу треба спалити в примусi з ККД=30% , щоб перетворити лiд на воду при 30^С?

Answer 1

нам для начала нужно нагреть лед до 0 градусов что бы потом растопить его.

Q1 = c * m * Δt = 2100 * 1.5 * 10 = 31 500 ДЖ

далее нужно найти сколько теплоты нужно для того чтобы растопить лед:

Q2 = γ* m = 335 000 * 1,5 = 502 000 ДЖ

затем получившуюся воду нагреть до 30 градусов, т.е на 30 градусов:

Q3 = cв * m * Δt = 4200 * 1.5 * 30 = 189 000 ДЖ

так теперь:

КПД = Qполезн / Qсовершен

Qполезн = Q1 + Q2 + Q3 = 189 000 + 502 000 +31 500 = 722 500 ДЖ

Qсовершен = g*(Мк)

0,3 = 722 500 / g*(Мк)

Мк = 722 500 / 0,3*43 500 000 = 0,055 кг или 55 грамм

ответ: требуется 55 грамм керосина

Answer 2

Для розрахунку кількості газу, необхідного для перетворення льоду на воду, ми можемо використовувати формулу: Q = m * c * ΔT,

де Q - кількість тепла, необхідного для перетворення льоду на воду, m - маса льоду, c - питома теплоємність речовини (для льоду - 2,09 Дж/г°C), ΔT - зміна температури (30°C - (-10°C) = 40°C).

Спочатку розрахуємо кількість тепла, необхідного для нагрівання льоду до 0°C: Q1 = m * c * ΔT1,

де ΔT1 = 0°C - (-10°C) = 10°C.

Після цього розрахуємо кількість тепла, необхідного для перетворення льоду на воду: Q2 = m * L,

де L - теплота плавлення льоду (для льоду - 334 Дж/г).

Загальна кількість тепла, необхідного для перетворення льоду на воду при температурі 30°C, дорівнює: Q = Q1 + Q2.

Тепер можемо розрахувати кількість газу, який треба спалити в примусі з ККД=30%. За формулою ККД: ККД = (Вп - Вт) / Вп * 100%,

де ККД - Коефіцієнт корисної дії, Вп - витрата енергії на паливо, Вт - корисна витрата енергії.

Ми шукаємо витрату енергії на паливо, тобто: Вп = Вт / ККД.

Теплота, виділена при спалюванні одного грама палива, може бути виражена як: Qпалива = Q / маса_палива,

де маса_палива - маса палива, яке потрібно спалити.

Теплота, виділена при спалюванні одного грама палива, також може бути виражена як: Qпалива = Вп * маса_палива.

Поєднуючи останні дві формули, отримуємо: Вп * маса_палива = Q / мас