Question

З чайника википіло 0,5 кг води, початкова температура якої була 1000С. Яку кількість теплоти витрачено? Щоб розплавити 1 т залізного лому, узятого при температурі 35 °C, витратили 100 кг кам’яного вугілля. Визначити ККД установки. Допоможіть! :(​

Answer 1

Ответ:

1021

Объясне6ние:

Answer 2

Для розв'язання цих завдань потрібно використовувати закон збереження енергії, який визначає, що теплота, витрачена або вироблена у процесі, дорівнює зміні внутрішньої енергії системи, а також використовувати формули для обчислення теплових потоків.

1. Випаровування води:

Спочатку розрахуємо кількість теплоти, витрачену на випаровування 0,5 кг води з температури 100°C.

Для цього використовуємо формулу:

$Q = m \cdot L$

де:

• $Q$ - кількість теплоти (в джоулях)
• $m$ - маса речовини (в кілограмах)
• $L$ - латентна теплота пароутворення води (в джоулях/кілограм)

Латентна теплота пароутворення води при 100°C становить близько 2260 кДж/кг (або 2260 * 1000 Дж/кг).

$Q = 0,5 \, \text{кг} \cdot (2260 \, \text{кДж/кг} \cdot 1000 \, \text{Дж/кДж}) = 1130000 \, \text{Дж}$

2. Розплавлення заліза:

Тепер розрахуємо кількість теплоти, витрачену на розплавлення 1 тонни (1000 кг) залізного лому, який був при температурі 35°C.

Знову використовуємо формулу:

$Q = m \cdot L$

де:

• $Q$ - кількість теплоти (в джоулях)
• $m$ - маса речовини (в кілограмах)
• $L$ - латентна теплота плавлення заліза (в джоулях/кілограм)

Латентна теплота плавлення заліза становить приблизно 27200 кДж/кг (або 27200 * 1000 Дж/кДж).

$Q = 1000 \, \text{кг} \cdot (27200 \, \text{кДж/кг} \cdot 1000 \, \text{Дж/кДж}) = 27200000000 \, \text{Дж}$

3. Визначення ККД установки:

Для визначення коефіцієнта корисної дії (ККД) установки, потрібно поділити корисну роботу (в нашому випадку - розплавлення заліза) на всю витрачену енергію. Тобто:

$ККД = \frac{\text{Корисна робота}}{\text{Витрачена енергія}}$

В даному випадку:

Корисна робота = 27200000000 Дж (розплавлення заліза)

Витрачена енергія = 1130000 Дж (випаровування води) + 27200000000 Дж (розплавлення заліза)

$ККД = \frac{27200000000}{27200000000 + 1130000} \approx 0.99996$

ККД установки близько 0.99996 або приблизно 99.996%. Тобто, майже всю витрачену енергію використовується для корисної роботи (розплавлення заліза).