Question

250. Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды при общей темпе ратуре 0°С, необходимо нагреть до температуры 80°С. Какое количе- ство природного газа потребуется для этого сжечь? КПД газовой го- релки 60%.

Answer 1

Ответ:

m ≈ 317г

Объяснение:

Mв = 15 кг - масса воды

Mл = 5кг - масса льда

q = 44 МДж/кг

η = 60%

t = 80 °с

Cв = 4200 Дж/кг·°с (удельная теплоёмкость воды)

λл  = 330 кДж/кг (удельная теплота плавления льда)

Чтобы нагреть воду до 80 градусов, потребуется следующее кол-во теплоты:

Q1 = Cв*Mв*t = 5040 кДж

Чтобы расплавить лёд и затем нагреть его до 80 градусов, потребуется:

Q2 = λл*Mл + Cв*Mл*t = 3330 кДж

Общее кол-во требуемой (полезной) теплоты:

Qп = Q1+Q2 = 8370 кДж

Вычислим, сколько всего выделится теплоты:

η = Qп/Qз  =>

=> Qз = Qп/η = 13950 кДж = 13,95 МДж

Эта теплота выделилась при сгорании природного газа:

Qз = q * m

Найдём по этой формуле массу газа:

m = Qз/q ≈ 317г

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится знать теплоёмкости льда, воды и природного газа, а также уметь рассчитывать количество тепла, необходимое для нагрева вещества.

1. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева льда до 0°C: Количество тепла для нагрева льда до 0°C = масса льда * удельная теплоёмкость льда Количество тепла для нагрева льда до 0°C = 5 кг * 334 кДж/кг·°C

2. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды до 80°C: Количество тепла для нагрева воды до 80°C = масса воды * удельная теплоёмкость воды * (80°C - 0°C) Количество тепла для нагрева воды до 80°C = 15 кг * 4,186 кДж/кг·°C * 80°C

3. Сложим количество тепла для нагрева льда и воды: Общее количество тепла для нагрева = количество тепла для нагрева льда до 0°C + количество тепла для нагрева воды до 80°C

4. Рассчитаем количество тепла, которое будет выделяться при сжигании газа: Количество выделенного тепла = Общее количество тепла для нагрева / КПД газовой горелки

5. Рассчитаем количество природного газа, необходимое для выделения этого количества тепла: Количество природного газа = Количество выделенного тепла / теплота сгорания природного газа

Теплота сгорания природного газа обычно указывается в МДж/м³ или кДж/м³. Если вы предоставите эту информацию, я смогу рассчитать окончательный ответ для вас.