Question

РІ В топке парового котла на каждый килограмм сжигаемого древесного угля требуется 30 кг воздуха. Воздух поступает в топку при температуре 20°С и уходит в дымоходы при температуре 400 с. Найдите, какая часть энергии топлива уносится воздухом в трубу? Ответ приведите в процентах и округлите до целых. Дж (Теплоемкость воздуха принять равной 1000 при постоянном давлении, КГ,00 Дж удельную теплоту сгорания древесного угля считать равной 3, 42 - 107. КГ

Answer 1

Ответ:

33

Объяснение:

Q1=cm1(t2-t1)

Q2= qm2

Q1/Q2×100%~~(приблизительно) 30%

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать первый закон термодинамики, который утверждает, что изменение внутренней энергии системы равно сумме полученного тепла и проделанной работы. В данном случае, мы можем рассмотреть тепло, которое уносится воздухом через дымоходы.

Пусть \( Q \) - это количество тепла, выделяющегося при сжигании 1 кг древесного угля. Тогда, общее количество тепла, выделяющегося при сжигании \( m \) кг угля, равно \( Q_m = m \cdot Q \).

Тепло, уносимое воздухом, можно рассчитать с использованием уравнения теплового баланса:

\[ Q_m = Q_{\text{полезное}} + Q_{\text{потери}} \]

Где: - \( Q_{\text{полезное}} \) - это тепло, используемое для нагрева пара, - \( Q_{\text{потери}} \) - это тепло, уносимое воздухом.

Мы знаем, что удельная теплота сгорания \( Q \) равна \( 3,42 \times 10^7 \) Дж/кг.

Теперь рассмотрим тепло, уносимое воздухом. Разность температур воздуха при поступлении в топку и при выходе в дымоходы равна \( \Delta T = 400 - 20 = 380 \) °C. Температуры нужно выразить в кельвинах для использования в формуле.

\[ \Delta T = 380 \, \text{°C} = 380 \, \text{K} \]

Тепло, уносимое воздухом, можно рассчитать по формуле:

\[ Q_{\text{потери}} = m_{\text{воздух}} \cdot C_{p_{\text{воздух}}} \cdot \Delta T \]

Где: - \( m_{\text{воздух}} \) - масса воздуха, - \( C_{p_{\text{воздух}}} \) - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении.

Удельная теплоемкость воздуха \( C_{p_{\text{воздух}}} \) принимается равной 1000 Дж/(кг·К).

Теперь мы можем определить долю унесенной воздухом энергии:

\[ \text{Доля унесенной энергии} = \frac{Q_{\text{потери}}}{Q_m} \times 100 \% \]

Подставим значения и решим задачу:

\[ Q_{\text{потери}} = m \cdot C_{p_{\text{воздух}}} \cdot \Delta T \] \[ \text{Доля унесенной энергии} = \frac{m \cdot C_{p_{\text{воздух}}} \cdot \Delta T}{m \cdot Q} \times 100 \% \]

Упростим:

\[ \text{Доля унесенной энергии} = \frac{C_{p_{\text{воздух}}} \cdot \Delta T}{Q} \times 100 \% \]

Подставим значения:

\[ \text{Доля унесенной энергии} = \frac{1000 \, \text{Дж/(кг·К)} \cdot 380 \, \text{K}}{3,42 \times 10^7 \, \text{Дж/кг}} \times 100 \% \]

\[ \text{Доля унесенной энергии} \approx 0,0117 \% \]

Ответ: Примерно 0,0117% энергии топлива уносится воздухом в дымоходы.