Question

Сколько килограмм воды можно нагреть на 60°С, если сжечь 2 килограмма угля? КПД= 70%

Answer 1

М=2кг, ∆t=60°, кпд=0.7, q=30МДж/кг, с=4200Дж/(кг*градС), m(воды)-?
Приравниваем количество теплоты от сгорания угля (с учетом кпд) и кол. теплоты для нагревания воды:
q*M*кпд=c*m*∆t, откуда m= 30*10^6*2*0.7/(4200*60)=166.7кг -ответ

Answer 2

Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения энергии, учитывая КПД нагревательной системы.

Пусть Q - количество теплоты, выделившееся при сжигании 2 кг угля, тогда:

Q = Э * м = 29,3 МДж/кг * 2 кг = 58,6 МДж, где Э - теплота сгорания угля, м - масса сгоревшего угля.

Теплота, необходимая для нагрева массы воды m на Δt = 60 °C, вычисляется по формуле:

Qвода = c * m * Δt,

где c - удельная теплоемкость воды, принятая равной 4,18 Дж/(г*°C).

Теплота Qвода будет использована из выделенной при сжигании угля теплоты Q, учитывая КПД системы:

Qвода = Q * η / c * Δt

Qвода = 58,6 МДж * 0,7 / (4,18 Дж/(г*°C) * 60 °C) ≈ 520 кг.

Итак, при сжигании 2 кг угля можно нагреть около 520 кг воды на 60 °C, если КПД нагревательной системы составляет 70%.