Question

Определите массу керосина, которую потребуется сжечь для нагревании воды массой 3 кг от 15 до 60 градусов, если КПД нагревателя равен 20%

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

m₁ = 3 кг

t₁ = 15°C

t₂ = 60°C

c₁ = 4200 Дж/(кг·°С)

q₂ = 46·10⁶ Дж/кг

η = 0,20

______________

m₂ - ?

Сгорает керосин:

Q₂ = q₂·m₂

Нагревается вода:

Q₁ = c₁·m₁·(t₂ - t₁)

Учтем КПД:

η = Q₁ / Q₂

η = c₁·m₁·(t₂ - t₁)  / (q₂·m₂)

m₂ = c₁·m₁·(t₂ - t₁) / (η·q₂)

m₂ = 4200·3·(60 - 15) / (0,20·46·10⁶ ) ≈ 0,062 кг

или  62 грамма

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно использовать формулу для вычисления количества тепла, которое необходимо передать воде для ее нагревания:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество тепла (в джоулях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,186 Дж/град), ΔT - изменение температуры воды (в градусах Цельсия).

Сначала вычислим изменение температуры:

ΔT = 60 градусов - 15 градусов = 45 градусов.

Теперь вычислим количество тепла (Q), необходимого для нагревания воды:

Q = 3 кг * 4,186 Дж/г * 45 градусов ≈ 565,77 кДж.

Далее учитываем КПД нагревателя, который составляет 20%:

КПД = 20% = 0,20.

Теперь найдем количество тепла, которое нужно выделить в нагревателе:

Q_нагревателя = Q / КПД = 565,77 кДж / 0,20 ≈ 2828,85 кДж.

Теплообразующая способность керосина (ТС) составляет приблизительно 43,1 МДж/кг или 43,1 кДж/г, так как 1 МДж = 1000 кДж.

Теперь определим массу керосина, которую потребуется сжечь:

масса керосина = Q_нагревателя / ТС = 2828,85 кДж / 43,1 кДж/г ≈ 65,70 г.

Таким образом, для нагревания воды массой 3 кг от 15 до 60 градусов Цельсия потребуется сжечь примерно 65,70 г керосина при условии, что КПД нагревателя составляет 20%.