Question

Сколько природного газа необходимо сжечь чтобы превратить 2 кг льда взятого при -10 градусов в воду при 100 градусов КПД установки 25%​

Answer 1

Ответ: 142г

Объяснение:

Дано:

m1=2кг

t1=-10°C

t2=0°C

t3=100°C

c1=2100Дж/кг°С

с2=4200Дж/кг°С

λ=340000Дж/кг

η=25%

q=44000000Дж/кг

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

m2-?

Q=c1*m1*(t2-t1)+λ*m+c2*m1*(t3-t2)=2100*2*(0+10)+340000*2+4200*2*(100-0)=1562000Дж

m2=Q/(q*η)=1562000/(44000000*0,25)=0,142кг=142г

Answer 2

Чтобы рассчитать количество природного газа, необходимого для превращения 2 кг льда при -10 градусов воды при 100 градусах Цельсия с учетом КПД установки, мы можем воспользоваться тепловым балансом.

Первым шагом будет вычисление теплоты, необходимой для нагрева льда до 0 градусов, затем теплоты для плавления льда в воду при 0 градусах, и, наконец, теплоты для нагрева воды от 0 градусов до 100 градусов.

1. Нагрев льда до 0 градусов: Масса льда (m) = 2 кг Удельная теплоемкость льда (c_ice) ≈ 2.09 Дж/(г°C) Температурный изменение (ΔT) = 0 - (-10) = 10 градусов

Теплота (Q) = m * c_ice * ΔT

2. Плавление льда в воду при 0 градусах: Теплота плавления льда (L_f) ≈ 334 Дж/г

Теплота (Q) = m * L_f

3. Нагрев воды от 0 градусов до 100 градусов: Удельная теплоемкость воды (c_water) = 4.186 Дж/(г°C) Температурный изменение (ΔT) = 100 - 0 = 100 градусов

Теплота (Q) = m * c_water * ΔT

Теперь сложим эти теплоты, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду при указанных условиях. Поскольку КПД установки составляет 25%, мы можем использовать следующую формулу для вычисления энергии, которая фактически будет использована:

\[ \text{Энергия, использованная} = \frac{\text{Общая теплота}}{\text{КПД}} \]

Этот результат даст нам количество энергии, которое установка фактически получит от сжигания природного газа.

Наконец, учитывая, что сжигание природного газа обычно связано с выделением тепла, мы можем предположить, что весь этот тепловой поток поступает в систему. Таким образом, количество природного газа, необходимого для предоставления этой энергии, будет зависеть от теплоты сгорания природного газа.

Эта задача может быть сложной в расчетах без точных значений теплоемкости и теплоты сгорания природного газа, но описанный подход дает общую идею о том, как подходить к решению подобных задач.