Question

сколько потребуется сжечь сухих дров для того, чтобы растопить лёд массой 2 кг и вскипятить полученную изо льда воду в медном котелке массой 800 грамм? КПД печки 30%.

Answer 1

Ответ: 517г

Объяснение:

Дано:

m1=2кг

m2=800г=0,8кг

η=30%=0,3

с1=4200Дж/кг°С

с2=400Дж/кг°С

q=1*10⁷Дж/кг

λ=3,4*10⁵Дж/кг

t1=0°C

t2=100°C

------------------------

m-?

Температура льда в условии не задана, примем ее 0°С

Тогда для расплавления льда необходимо следующее количество теплоты:

Q1=λ*m1=3,4*10⁵*2=6,8*10⁵Дж

Количество теплоты на нагрев воды и котелка равно:

Q2=c2*m2*(t2-t1)+c1*v1/(t2-t1)=400*0,8*(100-0)+4200*2*(100-0)=872000Дж

Общее количество теплоты равно:

Q=Q1+Q2=680000+872000=1552000Дж

Количество дров для получения такого количества тепла равно:

m=Q/(q*η)=1552000/(1*10⁷*0,3)=0,517кг=517г

Answer 2

Для растопления льда массой 2 кг и последующего вскипячивания полученной изо льда воды в медном котелке массой 800 грамм, нам понадобится сжечь определенное количество сухих дров. Однако, для расчета точного количества дров, нам необходимо знать энергетическую эффективность (КПД) печки, которая составляет 30%.

Расчет количества сухих дров:

Для начала, нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для растопления льда и вскипячивания полученной изо льда воды. Для этого мы можем использовать следующую формулу:

Q = m * c * ΔT

где: - Q - количество теплоты, необходимое для изменения температуры вещества - m - масса вещества - c - удельная теплоемкость вещества - ΔT - изменение температуры

Для растопления льда, нам нужно изменить его температуру с 0°C до 0°C (переход из твердого состояния в жидкое состояние). Удельная теплоемкость льда составляет около 2.09 Дж/г°C.

Q_1 = m_1 * c_1 * ΔT_1 = 2 кг * 2.09 Дж/г°C * (0°C - 0°C) = 0 Дж

Для вскипячивания полученной изо льда воды, нам нужно изменить ее температуру с 0°C до 100°C (переход из жидкого состояния в газообразное состояние). Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/г°C.

Q_2 = m_2 * c_2 * ΔT_2 = 2 кг * 4.18 Дж/г°C * (100°C - 0°C) = 836 Дж

Теперь, чтобы рассчитать количество теплоты, которое нам нужно получить от сжигания дров, мы можем использовать следующую формулу:

Q_дрова = Q / КПД

где: - Q_дрова - количество теплоты, которое мы должны получить от сжигания дров - Q - количество теплоты, необходимое для растопления льда и вскипячивания воды - КПД - коэффициент полезного действия (энергетическая эффективность) печки

Q_дрова = (Q_1 + Q_2) / КПД = (0 Дж + 836 Дж) / 0.3 = 2786.67 Дж

Расчет количества сухих дров:

Теперь, чтобы рассчитать количество сухих дров, которое нам нужно сжечь, мы должны знать энергетическую плотность сухих дров. Предположим, что энергетическая плотность сухих дров составляет около 16.7 МДж/кг.

Энергетическая плотность сухих дров = 16.7 МДж/кг = 16.7 * 10^6 Дж/кг

Теперь мы можем рассчитать количество сухих дров, используя следующую формулу:

Масса дров = Q_дрова / Энергетическая плотность сухих дров

Масса дров = 2786.67 Дж / (16.7 * 10^6 Дж/кг) = 0.0001667 кг = 0.1667 г

Таким образом, для растопления льда массой 2 кг и вскипячивания полученной изо льда воды в медном котелке массой 800 грамм, нам потребуется сжечь примерно 0.1667 г сухих дров.

Примечание: При расчетах использовался предполагаемый коэффициент полезного действия (КПД) печки в 30%. Реальное количество дров, необходимых для достижения указанной цели, может отличаться в зависимости от реального КПД печки и других факторов.