Question

1. Найти массу торфа, который необходимо сжечь, чтобы вскипятить 6 кг воды при температуре 25 °C в чугунной кастрюле массой 1,5 кг. Потерями тепла пренебречь. 2. То же самое, но учесть потери тепла на нагрев окружающей среды (КПД костра принять равным 5% ДЕЛАТЬ ТОЛЬКО ПОД НОМЕРОМ ДВА СО ВСЕМИ РАСЧЕТАМИ ФОРМУЛАМИ ДАНО И ТД

Answer 1

Дано:

m1 = 6 кг

c1 = 4200 Дж/кг °С

m2 = 1,5 кг

c2 = 540  Дж/кг °С

η = 5 % = 0,05

Δt = 75°C

q = 1,4 * 10⁷ Дж/кг

____________

Найти:

m - ?

Решение:

η = A полезная / A затраченная

А полезная = Q нагревания = c1*m1*Δt + c2*m2*Δt = Δt * (c1m1 + c2m2)

A затраченная = Q сжигания = q*m

$n = \frac{зt * (c1m1+c2m2)}{qm} \\\\m = \frac{зt * (c1m1+c2m2)}{qn} \\\\m=\frac{75*(4200 * 6 + 540 * 1,5)}{1,4*10^7*0,05} = 2,8$ кг

Ответ: необходимо сжечь 2,8 кг торфа

Answer 2

Задача 1:

Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева 6 кг воды с 25°C до точки кипения (100°C):

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды c ≈ 4.186 Дж/(г°C).

ΔT = 100°C - 25°C = 75°C.

Q = 6 кг * 4.186 Дж/(г°C) * 75°C = 1888.85 кДж.

Теперь посчитаем, сколько теплоты выделится при сжигании торфа. Для этого используем химическую энергию сгорания торфа, которая составляет около 15.5 МДж/кг.

Q_торфа = m_торфа * Q_сгорания_торфа,

где: Q_торфа - количество теплоты от сжигания торфа, m_торфа - масса торфа, Q_сгорания_торфа - химическая энергия сгорания торфа.

1888.85 кДж = m_торфа * 15.5 МДж/кг, m_торфа = 1888.85 кДж / 15.5 МДж/кг ≈ 0.1218 кг.

Ответ: Масса торфа, которую необходимо сжечь, составляет около 0.1218 кг.

Задача 2:

В данной задаче нужно учесть КПД (коэффициент полезного действия) костра, который равен 5% или 0.05.

Для начала рассчитаем теплоту, которая попадет в кастрюлю:

Q_кастрюля = Q / КПД = 1888.85 кДж / 0.05 = 37777 кДж.

Теперь рассчитаем, сколько теплоты будет выделено при сжигании торфа, чтобы получить эту теплоту в кастрюле:

Q_торфа = Q_кастрюля = m_торфа * Q_сгорания_торфа,

m_торфа = Q_кастрюля / Q_сгорания_торфа = 37777 кДж / 15.5 МДж/кг ≈ 2.435 кг.

Ответ: Масса торфа, учитывая потери тепла на нагрев окружающей среды, составляет около 2.435 кг.