Question

Задача по физике 8 класс. сколько кокса потребуется для плавления 40 кг чугуна взятого при 30° С если КПД печи 12% Пожалуйста решите.

Answer 1

Дано:
m₁ = 40 кг
t₀ = 30° C
t = 1200° C - температура плавления чугуна
η = 12% = 0,12 - в процентах не вычесляется
q = 29,3·10⁶ Дж/кг - удельная теплота сгорания кокса (из справочника)
c = 540 Дж/(кг·°С) - удельная теплоёмкость чугуна (из справочника)
λ = 9,7·10⁴ Дж/кг - удельная теплота плавления (серого) чугуна (из справочника)

Найти:
m₁ = ? - необходимая масса кокса для плавления чугуна

Решение:
КПД печи это отношение:
                                                     $\eta = \frac{Q_1}{Q_2}$
где Q₁ - это тепло затраченное для всего процесса плавления чугуна
                                              $Q_1=Q_H+Q_{\Pi}$
где Qн - тепло потраченное для нагревания чугуна от 30° С до температуры плавления;
Qп - тепло затраченное на расплавление чугуна;
Q₂ - тепло получаемое за счёт сгорания кокса;
Получаем:
                             $\eta = \frac{Q_1}{Q_2}= \frac{Q_H+Q_\Pi}{Q_2} = \frac{c\cdot m_1\cdot(t-t_0)+m_1\cdot\lambda}{m_2\cdot q}$
Откуда искомая масса потребовавшегося кокса:
               $m= \frac{c\cdot m_1\cdot(t-t_0)+m_1\cdot\lambda}{\eta\cdot q} = \frac{540\cdot40\cdot(1020-30)+40\cdot 9,7\cdot10^4}{0,12\cdot29,3\cdot10^6}\approx 7,2 \ (_K_\Gamma)$

p.s в задаче не указан кокой вид чугуна (серый, белый) для примера* взял серый чугун

Answer 2

Для решения задачи нам необходимо знать теплоту плавления чугуна и теплоту сгорания кокса.

Теплота плавления чугуна составляет 272 кДж/кг.

Теплота сгорания кокса составляет примерно 30 МДж/кг.

КПД печи равен 12%, что означает, что только 12% теплоты, выделяемой при сгорании кокса, используется для плавления чугуна. Остальные 88% теплоты уходят в окружающую среду.

Для решения задачи мы можем использовать формулу:

Количество кокса = (теплота плавления чугуна * масса чугуна) / (теплота сгорания кокса * КПД печи)

Подставляя известные значения, получим:

Количество кокса = (272 кДж/кг * 40 кг) / (30 МДж/кг * 0,12) = 3,59 кг

Таким образом, для плавления 40 кг чугуна при 30° С при КПД печи 12% понадобится приблизительно 3,59 кг кокса.