Question

У мідну каструлю масою 400 г полярники поклали 2 кг снігу за температури -30 °С. Каструлю постави- ли на гасовий пальник. Гас якої маси потрібно спа- лити полярникам, щоб отримати в каструлі окріп? Половина кількості теплоти, що виділяється під час згоряння гасу, передається навколишньому середовищу. пж пж пж пж пж СРОЧНО очень надо пж СРОЧНО очень надо пж пж СРОЧНО​

Answer 1

Ответ:

80г

Объяснение:

Дано

mк = 400 г = 0,4 кг

mc = 2 кг

t1 = -30 оС

t2 = 0 оС

t3 = 100 oC

c міді = 400 Дж\кг*С

с води = 4200 Дж\кг*С

с льоду = 2100 Дж\кг*С

λ = 334 000 Дж\кг

q = 43 000 000 Дж\кг

ККД = 50%

mг = ?

Запишемо рівняння теплового балансу

Qотр. = Q відд.

Qотр. = Qк + Qс

Qк = см*mк * (t3-t1)   - к-ть теплоти затраченої на нагрівання каструлі

Qс = Qнс + Qплс + Qвс

Qнс = сл*mс*(t2-t1)    - к-ть теплоти затраченої на нагрівання снігу до тепмператури плавлення

Qплс = λ*mс               - к-ть теплоти затраченої на плавлення снігу

Qвс = св*mс*(t3-t2)    - к-ть теплоти затраченої на нагрівання води із розплавленного снігу

Отже

Qотр = см*mк * (t3-t1) + сл*mс*(t2-t1) + λ*mс + св*mс*(t3-t2)

Qотр = 400Дж\кг*С * 0,4кг * (100oC - (-30 оС)) + 2100Дж\кг *С * 2кг * (0оС-(-30оС) + 334 000Дж\кг * 2кг + 4200Дж\кг*С * 2кг * (100oC - 0оС)

Qотр = 1 654 800Дж

Оскільки половина кількості теплоти, що виділяється під час згоряння гасу, передається навколишньому середовищу, то необхідно отримати  у 2 рази більше енергії від згоряння пального.

Qвідд = Qотр*2 = 1 654 800Дж * 2 = 3 309 600Дж

Qвідд = q*mг   - к-ть теплоти  отриманої від згоряння гасу

mг = Qвідд \ q

mг = 3 309 600Дж \ 43 000 000Дж\кг ≈ 0,08кг = 80г

Answer 2

При розв'язанні цього завдання ми можемо скористатися законом збереження енергії. Згідно з цим законом, енергія, яка виділяється під час згоряння гасу, повинна бути достатньою для підігріву мідної каструлі зі снігом до температури окріпу.

Знаходження кількості теплоти, необхідної для підігріву снігу:

Знаємо, що маса снігу дорівнює 2 кг, а температура снігу -30 °C. Для підігріву снігу до температури окріпу потрібно витратити певну кількість теплоти. Цю кількість теплоти можна обчислити за формулою:

Q = m * c * ΔT

де: - Q - кількість теплоти (в джоулях) - m - маса речовини (в кілограмах) - c - питома теплоємність речовини (в джоулях на кілограм на градус Цельсія) - ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія)

У нашому випадку, маса снігу дорівнює 2 кг, а зміна температури становить 30 °C (температура окріпу - температура снігу). Питома теплоємність снігу становить близько 2.09 Дж/(г·°C) [[1]].

Обчислення кількості теплоти:

Q = 2 кг * 2.09 Дж/(г·°C) * 30 °C

Знаходження маси газу, необхідної для виділення цієї кількості теплоти:

Знаючи кількість теплоти, яку необхідно виділити, ми можемо використати другий закон термодинаміки, який стверджує, що половина кількості теплоти, що виділяється під час згоряння газу, передається навколишньому середовищу. Тому, щоб отримати необхідну кількість теплоти, потрібно спалити дві половини цієї кількості теплоти.

Обчислення маси газу:

Маса газу, яку необхідно спалити, можна обчислити, використовуючи наступну формулу:

m_gas = Q / (0.5 * Q_gas)

де: - m_gas - маса газу (в кілограмах) - Q - кількість теплоти (в джоулях) - Q_gas - кількість теплоти, що виділяється під час згоряння газу (в джоулях)

Обчислення маси газу:

m_gas = (2 кг * 2.09 Дж/(г·°C) * 30 °C) / (0.5 * Q_gas)

На жаль, в поставленій задачі не надана інформація про питому теплоємність газу, тому неможливо точно обчислити масу газу, необхідну для отримання окріпу в каструлі. Для розв'язання цього завдання потрібна додаткова інформація про газ, який використовується полярниками.

Будь ласка, надайте додаткову інформацію про газ, який використовують полярники, і я з радістю допоможу вам розв'язати цю задачу.