Question

Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы из 2 кг льда с температурой -5°C получить воду с температурой 0°C, если КПД нагревателя 50%? (Удельная теплота сгорания спирта 27 МДж/кг, удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг⋅°C), удельная теплота плавления льда 340 кДж/кг).

Answer 1

Ответ: 52г

Объяснение:

Дано:

m1=2кг

t1=-5°C

t2=0°C

 с=2100Дж/кг°С

λ=340000Дж/кг

q=27МДж/кг=27000000Дж/кг

η=50%=0,5

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

m2-?

Для получения воды 0°С необходимо следующее количество тепла:

Q=c*m*(t2-t1)+λ*m=2100*2*(0+5)+340000*2=701000Дж

Для получения такаго количества тепла с учетом КПД необходимо сжечь следующее количество спирта:

m2=Q/(q*η)=701000/(27000000*0,5)=0,052кг=52г

Answer 2

Для решения этой задачи используем закон сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы его нагреть до температуры плавления (0°C):

Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q1 = 2 кг × 2100 Дж/(кг⋅°C) × (0°C - (-5°C)) Q1 = 2 кг × 2100 Дж/(кг⋅°C) × 5°C Q1 = 21 000 Дж

Затем найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду для его плавления:

Q2 = масса × удельная теплота плавления Q2 = 2 кг × 340 кДж/кг Q2 = 680 кДж = 680 000 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты, которое необходимо передать льду:

Q = Q1 + Q2 Q = 21 000 Дж + 680 000 Дж Q = 701 000 Дж

Теперь найдем количество сжигаемого спирта, используя его удельную теплоту сгорания:

Q = масса × удельная теплота сгорания 701 000 Дж = масса × 27 МДж/к