Question

40 БАЛЛОВ. Помогите с задачей по физике пожалуйста :( уже два раза ответил и не верно Сколько дров надо сжечь в топке паровой машины с КПД=41 %, чтобы получить воду при 27 °С из снега массой 94 кг, взятого при температуре −10 °С. (Удельная теплота плавления снега λ=330000Джкг, удельная теплоёмкость снега с1=2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды с2=4200Джкг⋅°С, удельная теплота сгорания дров q=10⋅106Джкг). Ответ (округли до десятых): в кг

Answer 1

Ответ:

Дано

η = 37%

t_воды = 21°C

m_снега = 87 кг

t_снега = -8°C

λ_снега = 330000 Дж/кг

с_снега= 2100 Дж/(кг⋅°С)

c_воды = 4200 Дж/(кг⋅°С)

q_дров = 10⋅10⁶ Дж/кг

Решение

η = (A_полезное / A_затраченное) ⋅ 100%

A_полезное = Q₁ + Q₂ + Q₃

Q₁ = с_снега ⋅ m_снега · (t_плавления - t_снега)

Q₂ = λ_снега · m_снега

Q₃ = c_воды · m_снега · (t_воды - t_плавления)

A_полезное =

с_снега ⋅ m_снега · (t_плавления - t_снега) + λ_снега · m_снега + c_воды · m_снега · (t_воды - t_плавления) = (выносим m_снега)

m_снега · (с_снега · (t_плавления - t_снега) + λ_снега + c_воды · (t_воды - t_плавления)) = 87 · (2100 · (0 - ( - 8)) + 330000 + 4200 · (21 - 0)) = 37845000 Дж

A_затраченное = Q_дров = q_дров · m_дров

η = (37845000 / q_дров · m_дров) · 100% ⇒

⇒ m_дров = (37845000 · 100%) / (10⋅10⁶ · 37%) = 10.2 кг

Ответ

10.2 кг

Answer 2

Давайте разберем эту задачу шаг за шагом.

1. Сначала определим, сколько теплоты нужно, чтобы нагреть снег до температуры плавления. Это можно сделать с помощью формулы:

Q1 = масса снега * удельная теплоёмкость снега * изменение температуры

Q1 = 94 кг * 2100 Дж/кг*°C * (0°C - (-10°C)) = 1974000 Дж

2. Затем определим, сколько теплоты нужно, чтобы плавить этот снег:

Q2 = масса снега * удельная теплота плавления снега

Q2 = 94 кг * 330000 Дж/кг = 31020000 Дж

3. Теперь определим общую теплоту, необходимую для того, чтобы превратить снег в воду при 27°C:

Q_total = Q1 + Q2 = 1974000 Дж + 31020000 Дж = 32994000 Дж

4. Теперь мы знаем, сколько теплоты нужно, чтобы превратить снег в воду. Но у нас есть КПД паровой машины, который составляет 41%. То есть, только 41% теплоты, выделяемой при сжигании дров, будет использовано для нагрева воды. Поэтому нам нужно определить общую теплоту сгорания дров:

Q_сгорания = Q_total / КПД

Q_сгорания = 32994000 Дж / 0.41 = 80473170.73 Дж

5. Теперь мы можем определить, сколько дров нам нужно сжечь:

масса дров = Q_сгорания / удельная теплота сгорания дров

масса дров = 80473170.73 Дж / (10*10^6 Дж/кг) = 8.05 кг (округлим до десятых)

Итак, нам нужно сжечь примерно 8.1 кг дров, чтобы получить воду при 27°C из снега массой 94 кг при температуре -10°C.