Question

Скільки природного газу треба спалити, щоб 5л води, що має температуру 10градусів Цельсія повністю перетворити на пару, якщо ККД нагрівача становить 80%?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

КПД= Aзатрач./Aполезная

Aполезн=cm(t2-t1)=4.2*5*(100-10)=1890 кДж

Aзатр.=Aкор/КПД=2362,5 кДЖ

Теплота сгорания газа 34000 кДж/м3

V=2362,5/34000=0,06 м3

Answer 2

Для розрахунку кількості природного газу, необхідного для перетворення 5 л води на пару, спочатку використаємо формулу для обчислення кількості тепла, яка потрібна для підігріву води:

Q = m * c * ΔT

де: Q - кількість тепла (у джоулях) m - маса води (у кілограмах) c - специфічна теплоємність води (у джоулях на кілограм на градус Цельсія) ΔT - зміна температури (у градусах Цельсія)

Масу води можна обчислити, використовуючи її щільність, яка становить близько 1 кг/л:

m = V * ρ

де: V - об'єм води (у літрах) ρ - щільність води (у кілограмах на літр)

В даному випадку, V = 5 л, а ρ = 1 кг/л, тому m = 5 кг.

Тепер знайдемо зміну температури (ΔT). Вода має бути перетворена на пару, тому її кінцева температура повинна бути 100 градусів Цельсія (температура кипіння води). Тому:

ΔT = 100 градусів Цельсія - 10 градусів Цельсія = 90 градусів Цельсія.

Тепер, коли у нас є значення m і ΔT, можемо обчислити кількість тепла (Q), необхідну для нагріву води:

Q = m * c * ΔT

Специфічна теплоємність води (c) становить близько 4,18 кДж/кг·°C, але для обчислення в джоулях, переведемо її відповідне значення:

c = 4,18 кДж/кг·°C * 1000 = 4180 Дж/кг·°C

Тепер підставимо всі значення у формулу:

Q = 5 кг * 4180 Дж/кг·°C * 90 градусів Цельсія

Q ≈ 1878000 Дж

На даному етапі, варто врахувати ККД нагрівача (ККД = 80%). Це відношення ефективного теплового вихідного потоку до вхідного теплового потоку:

ККД = (Ефективний тепловий вихідний потік / Вхідний тепловий потік) * 100

Щоб знайти вхідний тепловий потік, використаємо наступну формулу:

Q_вхід = Q_вихід / (ККД/100)

Підставимо відомі значення:

Q_вхід = 1878000 Дж / (80/100) ≈ 2347500 Дж

Отже, для повного перетворення 5 л води з температурою 10 градусів Цельсія на пару, при ККД нагрівача 80%, необхідно спалити приблизно 2347500 Дж природного газу.