Question

Скільки дров потрібно спалити у печі, ККД якої 30%, щоб закип'ятити воду, що утвориться зі 100 кг снігу, температура якого "-10°С".

Answer 1

фото фото фото фото подивись

Answer 2

Для розв'язання цього завдання спочатку потрібно визначити, скільки тепла потрібно для того, щоб розігріти сніг з температури -10°С до точки кипіння (100°С), і потім визначити кількість дров, яку потрібно спалити з урахуванням коефіцієнта корисної дії (ККД) печі.

Спершу розрахуємо кількість тепла, потрібного для розігріву снігу:

Q = m * c * ΔT,

де: Q - кількість тепла (в джоулях), m - маса снігу (100 кг), c - теплоємність снігу (приблизно 2.1 Дж/г°C), ΔT - зміна температури (різниця між температурою кипіння води і температурою снігу): ΔT = 100°C - (-10°C) = 110°C.

Підставляючи значення, отримуємо:

Q = 100,000 г * 2.1 Дж/г°C * 110°C = 23,100,000 Дж.

Тепер ми знаємо, що нам потрібно 23,100,000 Дж енергії, щоб розігріти сніг до точки кипіння.

Тепер розрахуємо кількість дров, яку потрібно спалити, враховуючи ККД печі. ККД вказує, яка частина енергії, яка виділяється при спаленні, використовується для нагрівання:

ККД = (відпущена енергія / енергія, яка виділяється під час спалення) * 100%.

Ми хочемо знайти, скільки дров потрібно, тобто енергія, яка виділяється:

енергія, яка виділяється = Q / (ККД / 100%).

Підставимо значення:

енергія, яка виділяється = 23,100,000 Дж / (30 / 100) = 23,100,000 Дж / 0.3 = 77,000,000 Дж.

Тепер, щоб перевести Дж в кількість дров, припустимо, що 1 кг соснової деревини виділяє приблизно 16,000,000 Дж енергії при спаленні. Таким чином, кількість дров, яку потрібно, буде:

кількість дров = енергія, яка виділяється / (16,000,000 Дж/кг).

кількість дров = 77,000,000 Дж / 16,000,000 Дж/кг ≈ 4.81 кг.

Отже, вам потрібно приблизно 4.81 кілограма соснової деревини, щоб закип'ятити воду, утворену з 100 кг снігу при температурі -10°C у печі з ККД 30%. Не забувайте, що це теоретичний розрахунок і в реальності можуть виникати втрати енергії через різні фактори.