Question

Определить массу дров, необходимых для нагревания 2л воды до кипения, если начальная температура воды 20°C. Пожалуйста

Answer 1

1). Необходимо сначала рассчитать, какое количество теплоты должна получить вода, чтобы нагреться от температуры 20 градусов до температуры 100 градусов по формуле: Q = m • c • Δt. Массу воды можно найти через формулу: m = ρV, где плотность воды ρ = 1000 кг/куб.м, а объём V = 2 л = 2 куб.дм = 0,004 куб.м. Получаем массу m = 2 кг (1 кг воды занимает объём 1 л). Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг • град), изменение температуры Δt = 100 – 20; Δt = 80 градусов. Получаем Q = 2 кг • 4200 Дж/(кг • град) • 80 град = 672000 Дж.  

2). Для того, чтобы рассчитать, какое количество теплоты заберёт алюминиевый котелок при нагревании от температуры 20 градусов до температуры 100 градусов, воспользуемся формулой: Q = m • c • Δt. Масса котелка m = 600 г = 0,6 кг. Удельная теплоёмкость алюминия с = 920 Дж/(кг • град), изменение температуры Δt = 80 градусов. Получаем Q = 0,6 кг • 920 Дж/(кг • град) • 80 град, Q = 44160 Дж.  

3). Итого необходимо на воду и котелок Q = 672000 Дж + 44160 Дж = 716160 Дж.

4). Чтобы рассчитать, сколько нужно сжечь дров, чтобы нагреть воду до кипения, налитую в алюминиевый котелок, воспользуемся формулой для расчёта выделившейся теплоты при сгорании топлива: Q = q • m, тогда масса топлива m = Q : q, где удельная теплота сгорания дров q = 10 МДж/кг. Будем считать, что всё выделившееся тепло передаётся котелку с водой m = 716160 Дж : 10000000 Дж/кг = 0,0716 кг.

5) Если КПД дров = 60%, то Q = 0,6 • q • m, m = Q : (0,6 q) = 716160 Дж : 6000000 Дж/кг = 0,0716 кг = 0,1194 кг. Ответ: 0,0716 кг и 0,1194 кг.

Answer 2

Для определения массы дров, необходимых для нагревания 2 литров воды до кипения, мы можем использовать формулу теплопередачи:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты, переданное воде (в джоулях или калориях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.186 Дж/(г°C) или 1 кал/г°C), ΔT - изменение температуры воды (в °C).

Первым шагом мы должны вычислить изменение температуры (ΔT). Изначально вода имеет температуру 20°C, а для кипения воды нужно достичь температуры 100°C (при атмосферном давлении).

ΔT = Температура конечная - Температура начальная ΔT = 100°C - 20°C ΔT = 80°C

Теперь, когда у нас есть изменение температуры, мы можем вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания 2 литров воды:

Q = m * c * ΔT

Так как в задаче дан объем воды (2 литра), нам необходимо найти массу воды. Для этого используем плотность воды, которая приблизительно равна 1 кг/литр:

Масса воды = Объем воды * Плотность воды Масса воды = 2 л * 1 кг/литр Масса воды = 2 кг

Теперь, подставим все значения в формулу теплопередачи:

Q = 2 кг * 4.186 Дж/(г°C) * 80°C Q ≈ 669 Дж

Для нагревания 2 литров воды до кипения нам понадобится приблизительно 669 джоулей (Дж) тепла.

Однако, для определения массы дров, необходимых для выделения этого количества тепла, нам также понадобится знать теплотворную способность (теплота сгорания) используемых дров. Без этой информации, невозможно точно определить массу дров, необходимых для нагревания воды до кипения.