Question

Сколько природного газа необходимо сжечь, чтобы превратить 2 кг льда, взятого при -10°C, в воду при 100°С? КПД нагревательной установки 25%. (Ответ: 142 г) решение пожалуйста​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:думаю что так

Answer 2

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии.

Сначала мы должны определить количество теплоты, необходимое для нагрева льда до 0°С, затем его плавления и нагрев воды до 100°С.

1. Нагрев льда до 0°С: Количество теплоты Q_1, необходимое для нагрева льда можно рассчитать с помощью формулы: Q_1 = m_1 * c_1 * ΔT_1, где m_1 - масса льда, c_1 - удельная теплоёмкость льда (2,09 Дж/(г*°C)), ΔT_1 - изменение температуры льда (0°C - (-10°C) = 10°C).

Подставляем значения и рассчитываем: Q_1 = 2 кг * 2,09 Дж/(г*°C) * 10°C = 41,8 кДж = 41,8 * 10^3 Дж.

2. Плавление льда: Для плавления льда, нам нужно рассчитать количество теплоты Q_2, которое необходимо для превращения льда в воду при температуре 0°С: Q_2 = mL, где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда (334 Дж/г).

Подставляем значения и рассчитываем: Q_2 = 2 кг * 334 Дж/г = 668 Дж = 668 * 10^3 Дж.

3. Нагрев воды до 100°С: Для этого нам нужно рассчитать количество теплоты Q_3, которое необходимо для нагрева воды от 0°С до 100°С: Q_3 = m_3 * c_3 * ΔT_3, где m_3 - масса воды, c_3 - удельная теплоёмкость воды (4,18 Дж/(г*°C)), ΔT_3 - изменение температуры воды (100°C - 0°C = 100°C).

Подставляем значения и рассчитываем: Q_3 = 2 кг * 4,18 Дж/(г*°C) * 100°C = 836 Дж = 836 * 10^3 Дж.

Теперь мы можем рассчитать общее количество теплоты, которое требуется для выполнения всех вышеперечисленных этапов: Q_общ = Q_1 + Q_2 + Q_3, Q_общ = 41,8 * 10^3 Дж + 668 * 10^3 Дж + 836 * 10^3 Дж = 1544 * 10^3 Дж.

Так как КПД нагревательной установки составляет 25%, то для превращения 2 кг льда в воду при температуре 100°С нам понадобится сжечь: Q_кпд = Q_общ / КПД, Q_кпд = 1544 * 10^3 Дж / 0,25 = 6176 * 10^3 Дж.

Так как удельная теплота сгорания природного газа составляет около 50 MJ/kg (1 MJ = 10^6 Дж), то для нахождения массы газа мы можем использовать следующую формулу: m_газа = Q_кпд / Q_газа, где Q_газа - удельная теплота сгорания природного газа.

Подставляем значения и рассчитываем: m_газа = 6176 * 10^3 Дж / (50 * 10^6 Дж/kg) = 0,12352 кг = 123,52 г.

Поэтому, для превращения 2 кг льда при -10°C в воду при 100°C необходимо сжечь примерно 123,52 г природного газа.