Question

Какую массу природного газа нужно сжечь чтобы лёд взятый при температуре -5°C превратить в воду при температуре 20°C, если масса льда 10кг. ​

Answer 1

Ответ: 1016 кДж =10 шестых Дж

Answer 2

Для рассчета того, сколько массы природного газа нужно сжечь, чтобы нагреть 10 кг льда от -5°C до 20°C, мы можем использовать уравнение теплообмена. Для этого нам понадобятся следующие данные:

1. Теплоемкость льда (C_ice): 2.09 Дж/(г°C)
2. Теплоемкость воды (C_water): 4.18 Дж/(г°C)
3. Температурный разрыв: ΔT = (20°C - (-5°C)) = 25°C

Для начала, мы должны рассчитать количество тепла, необходимого для нагрева льда до 0°C:

Q_1 = масса льда * C_ice * ΔT_1 Q_1 = 10,000 г * 2.09 Дж/(г°C) * (0°C - (-5°C)) Q_1 = 104,500 Дж

Теперь нам нужно рассчитать количество тепла, необходимое для плавления льда при 0°C:

Q_2 = масса льда * теплота плавления льда (L_f) Q_2 = 10,000 г * 333.55 Дж/г (теплота плавления льда при 0°C) Q_2 = 3,335,500 Дж

Теперь мы должны рассчитать количество тепла, необходимого для нагрева получившейся воды от 0°C до 20°C:

Q_3 = масса воды * C_water * ΔT_2 Q_3 = 10,000 г * 4.18 Дж/(г°C) * (20°C - 0°C) Q_3 = 836,000 Дж

Теперь сложим все эти количества тепла, чтобы получить общее количество тепла, которое нам нужно:

Q_total = Q_1 + Q_2 + Q_3 Q_total = 104,500 Дж + 3,335,500 Дж + 836,000 Дж Q_total = 4,276,000 Дж

Теперь мы знаем, что нам нужно 4,276,000 Дж тепла. Один из наиболее распространенных видов природного газа - метан (CH4). Сгорание метана выделяет около 55,500 Дж/г. Теперь давайте рассчитаем, сколько массы метана (газа) нам понадобится:

масса газа = Q_total / (теплоотдача газа) масса газа = 4,276,000 Дж / (55,500 Дж/г) масса газа ≈ 77 г

Таким образом, нам потребуется примерно 77 г природного газа (например, метана) для того, чтобы нагреть 10 кг льда от -5°C до 20°C.