Question

СРОЧНО ПОМОГИТЕ 20 БАЛЛОВ!!!Сколько дров надо сжечь в топке паровой машины с КПД=42 %, чтобы получить воду при 24 °С из снега массой 116 кг, взятого при температуре −8 °С. (Удельная теплота плавления снега λ=330000Джкг, удельная теплоёмкость снега с1=2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды с2=4200Джкг⋅°С, удельная теплота сгорания дров q=10⋅10^6Джкг). Ответ (округли до десятых):

Answer 1

Q = Q1 + Q2 + Q3

Q1 = c(льда)*m*(t2-t1)

Q2 = λ*m

Q3 = c(воды)*m*(t2-t1)

Q1 = 2100Дж/кг⋅°С * 116 кг * 8 град = 1948800 Дж

Q2 = 330000Дж/кг * 116 кг = 38280000 Дж

Q3 = 4200Дж/кг⋅°С * 116 кг * 24 град = 11692800 Дж

Q = 51921600 Дж  - количество теплоты, необходимое для совершения преобразований надо льдом

Q = q * m * КПД

m = Q/(q*КПД)

m = 51921600 Дж/(10⋅10^6Дж/кг*0,42) = 12 кг

Answer 2

Для решения этой задачи, мы должны вычислить количество тепла, необходимое для нагревания снега до точки плавления, плавления снега в воду и дополнительное количество тепла для нагревания этой воды до 24 °C. Затем мы найдем количество дров, которые нужно сжечь, чтобы предоставить это количество тепла.

Шаг 1: Вычисление количества тепла для нагревания снега до точки плавления (0 °C). Масса снега: m = 116 кг Начальная температура снега: t1 = -8 °C Температура плавления снега: t_melt = 0 °C Удельная теплоёмкость снега: c1 = 2100 Дж/(кг⋅°C)

Количество тепла для нагревания снега до точки плавления: Q1 = m * c1 * (t_melt - t1) Q1 = 116 кг * 2100 Дж/(кг⋅°C) * (0 °C - (-8 °C)) Q1 = 2188800 Дж

Шаг 2: Вычисление количества тепла для плавления снега в воду. Удельная теплота плавления снега: λ = 330000 Дж/кг

Количество тепла для плавления снега: Q2 = m * λ Q2 = 116 кг * 330000 Дж/кг Q2 = 38280000 Дж

Шаг 3: Вычисление количества тепла для нагревания воды до 24 °C. Итоговая температура воды: t2 = 24 °C

Количество тепла для нагревания воды: Q3 = m * c2 * (t2 - t_melt) Q3 = 116 кг * 4200 Дж/(кг⋅°C) * (24 °C - 0 °C) Q3 = 4876800 Дж

Шаг 4: Вычисление общего количества тепла, необходимого для процесса. Общее количество тепла: Q_total = Q1 + Q2 + Q3 Q_total = 2188800 Дж + 38280000 Дж + 4876800 Дж Q_total = 45244800 Дж

Шаг 5: Вычисление количества дров для этого процесса. Удельная теплота сгорания дров: q = 10 * 10^6 Дж/кг

Количество дров: m_drov = Q_total / q m_drov = 45244800 Дж / (10 * 10^6 Дж/кг) m_drov = 4.52448 кг

Ответ: Нам нужно сжечь приблизительно 4.5 кг дров для получения воды при 24 °C из снега массой 116 кг.