Question

8. Скільки природного газу потрібно спалити у кухонній плиті, щоб нагріти 3 л води у алюмінієвому чайнику масою 500 г від 17 "С докипіння, якщо ККД газової плити 40 %?​

Answer 1

Ответ:

Q1=cm(t2-t1)=4200*3*85=1071000Дж - нагревание воды

Q2=c2m2(t2-t1)=920*0,4*85=31280Дж - нагревание чайника

Q=Q1+Q2=1102280Дж всего - 40%=0,4 часть полученного тепла

Q(газа)=1102280/0,4=2755700 Дж

Q(газа)=q*m

m=Q(газа)/q=2755700/44 000 000=0,063кг=63 г - ответ.

Answer 2

Для вирішення цієї задачі ми можемо використовувати закон збереження енергії. Енергія, необхідна для нагрівання води, повинна бути виділена при спалюванні природного газу на кухонній плиті. Формула для розрахунку енергії випалювання газу виглядає наступним чином:

Енергія = маса газу (м³) × об'ємного вмісту енергії газу (м³/моль) × маса молекули газу (г/моль) × ККД газу

Давайте розглянемо кожну складову цієї формули:

1. Маса газу (м³): це кількість газу, яку треба спалити. Ми ще не знаємо цю кількість, тому позначимо її як "V" м³.

2. Об'ємний вміст енергії газу (м³/моль): це зазвичай вказується у технічних характеристиках газу і залежить від його складу. Для природного газу це близько 0.0353 м³/моль.

3. Маса молекули газу (г/моль): для природного газу середня маса близько 16 г/моль.

4. ККД газової плити: в задачі вказано, що ККД дорівнює 40%, а це 0.4 в десятковому вигляді.

Тепер ми можемо скласти рівняння на основі цих даних і відомостей з задачі:

Енергія, необхідна для нагрівання води = маса води × питома теплоємність води × зміна температури

Енергія = 3 л × 1 кг/л × 4.18 Дж/(град Цельсія) × (100 - 17) град Цельсія = 2322 Дж

Тепер ми можемо використовувати рівняння для розрахунку енергії випалювання газу:

2322 Дж = V м³ × 0.0353 м³/моль × 16 г/моль × 0.4

Тепер розв'яжемо це рівняння для V:

V = 2322 Дж / (0.0353 м³/моль × 16 г/моль × 0.4) ≈ 8.67 м³

Отже, для нагрівання 3 літрів води до кипіння на кухонній плиті з ККД 40%, потрібно приблизно 8.67 м³ природного газу.