Question

какое количество теплоты потребуется для того чтобы получить 10 л дистиллированной воды , если первоначально в перегонном аппарате находилось 15 л воды при температуре 20 градусов ? Сколько газа было при этом израсходавано , если КПД газовой горели равен 30% СРОЧНО!!

Answer 1

Ответ:

Нагреваем 15 л воды до 1000, + испаряем 10 л и это есть полезная теплота - 30% от полной.

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение теплового баланса для перегонки воды. Уравнение теплового баланса можно записать следующим образом:

Q1 + Q2 = ΔH

Где: Q1 - количество тепла, необходимое для нагрева начальной воды до ее точки кипения. Q2 - количество тепла, необходимое для перевода воды в пар и далее конденсации пара обратно в жидкость. ΔH - изменение энтальпии (теплоты) в процессе перегонки.

Давайте разберемся с каждой частью по отдельности.

1. Количество тепла для нагрева начальной воды до ее точки кипения: Масса начальной воды (m1) = 15 л Начальная температура (T1) = 20°C Конечная температура (Tкипения) = 100°C (температура кипения воды)

Используем уравнение: Q1 = m1 * C * ΔT

Где: C - удельная теплоемкость воды (приближенно 4.18 Дж/г°C) ΔT - изменение температуры

Q1 = 15 л * 1000 г/л * 4.18 Дж/г°C * (100°C - 20°C) = 55 980 000 Дж (или 55.98 кДж)

2. Количество тепла для перевода воды в пар и конденсации обратно: Масса полученной дистиллированной воды (m2) = 10 л ΔH - это энтальпия испарения воды, которая приближенно равна 40.7 кДж/моль.

Используем уравнение: Q2 = m2 * ΔH

Q2 = 10 л * 1000 г/л * (1 моль/18 г) * 40.7 кДж/моль = 228 611.11 кДж

3. Теперь найдем общее количество тепла (Q), необходимое для процесса перегонки: Q = Q1 + Q2 = 55.98 кДж + 228 611.11 кДж = 228 667.09 кДж

Теперь, чтобы найти количество газа, израсходованного при этом процессе с КПД 30%, мы можем использовать следующее уравнение:

Количество газа (mгаз) * Теплота сгорания газа (Qгаз) * КПД = Q

Где: Qгаз - теплота сгорания газа (предположим, что это газовая горелка, например, пропан) КПД - КПД газовой горелки (30% = 0.3)

Мы знаем Q и КПД, и можем выразить mгаз:

mгаз = Q / (Qгаз * КПД)

Предположим, что теплота сгорания пропана равна 50 000 кДж/моль.

mгаз = 228 667.09 кДж / (50 000 кДж/моль * 0.3) ≈ 1524.45 моль

Таким образом, примерно 1524.45 моль газа было израсходовано для перегонки 15 л воды в 10 л дистиллированной воды при данном КПД газовой горелки.