Question

Сколько бензина надо сжечь, чтобы из 200 граммов льда взятого при -10 градусов получить воду.

Answer 1

Данные: m1 (масса льда) = 200 кг; t0 (исходная температура льда) = -10 ºС; потери тепла не учитываем.

Постоянные: Сл = 2100 Дж/(кг*К); tпл = 0 ºС; λ = 3,4 * 105 Дж/кг; Cв = 4200 Дж/(кг*К); tкип = 100 ºС; qб = 4,6 * 107 Дж/кг.

Массу сожженного бензина выразим из равенства: qб * m2 = m1 * (Сл * (tпл - t0) + λ + Св * (tкип - tпл)), откуда m2 = m1 * (Сл * (tпл - t0) + λ + Св * (tкип - tпл)) / qб.

Расчет: m2 = 3 * (2100 * (0 - (-10)) + 3,4 * 105 + 4200 * (100 - 0)) / (4,6 * 107) = 0,051 кг (51 г).

Answer 2

Для того чтобы из 200 граммов льда при -10 градусов Цельсия получить воду при той же температуре, вам нужно внести энергию, достаточную для плавления льда и нагрева получившейся воды до -10 градусов. Для этого можно использовать формулу для расчета теплоты:

Q = m * Lf + m * Cp * ΔT

Где: Q - теплота (энергия), необходимая для процесса (в джоулях) m - масса вещества (в килограммах) Lf - удельная теплота плавления для льда (приближенно 333.55 Дж/г) Cp - удельная теплоемкость воды (приближенно 4.18 Дж/(г·°C)) ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Поскольку лед плавится при 0 градусах Цельсия, а вы хотите получить воду при -10 градусах, ΔT равно -10.

Q = 200 г * 333.55 Дж/г + 200 г * 4.18 Дж/(г·°C) * (-10°C)

Вычислим это:

Q = 66710 Дж + (-8360 Дж) = 58350 Дж

Теперь вам нужно знать, сколько энергии высвобождается при сжигании 1 литра бензина. Удельная теплота сгорания бензина может различаться в зависимости от его состава, но для приближенных расчетов можно использовать значение около 44 МДж/литр.

Чтобы получить 58350 Дж, вам потребуется:

58350 Дж / (44 * 10^6 Дж/литр) ≈ 0.001328 литра бензина.

Итак, для того чтобы из 200 граммов льда при -10 градусах получить воду при той же температуре, вам потребуется сжечь приблизительно 0.001328 литра бензина.