Question

сколько нужно сжечь спирта чтобы довести от 20 градусов до кипения 2 кг воды. КПД считать равным 100 процентам

Answer 1

Дано:

m воды=2 кг

t1=20°C

t2=100°C

η=100%

Найти:

m спирта

Решение:

Q1=c1*m1*Δt=4200*2*(100-20)=672*10^3 Дж ;с1-удельная теплоемкость воды

Q2=λ*m2 где λ-удельная теплоемкость спирта = 2,9*10^7 Дж

η=Q1/Q2

Q2=Q1/η

λ*m2=Q1/η

m2=Q1/λ*η=672*10^3/2.9*10^7*1=23.172*10^-3 кг

Answer 2

Для рассчета количества спирта, необходимого для нагревания 2 кг воды от 20°C до кипения (100°C), мы можем использовать формулу для расчета теплового эффекта.

Тепловой эффект можно рассчитать по формуле:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - тепловой эффект (энергия, необходимая для нагревания вещества), m - масса вещества (в данном случае воды), c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры (конечная температура минус начальная температура).

Удельная теплоемкость воды (c) составляет около 4.186 Дж/(г°C).

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимой для нагревания 2 кг воды от 20°C до 100°C:

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C m = 2 кг = 2000 г

Q = 2000 г * 4.186 Дж/(г°C) * 80°C ≈ 669280 Дж

Теперь, когда у нас есть количество теплоты (Q), которое нужно передать воде, мы можем рассчитать количество сжигаемого спирта при 100% КПД.

КПД (Коэффициент полезного действия) отображает эффективность процесса. Если КПД равен 100%, значит, вся энергия, выделяемая при сжигании спирта, будет использована для нагревания воды.

Теплота, выделяемая при сгорании спирта, измеряется в джоулях (Дж) и зависит от конкретного вида спирта. Например, у этилового спирта (спирта, который обычно используется для питьевых целей) теплота сгорания составляет около 29,7 кДж/г.

Теперь рассчитаем, сколько граммов спирта нам потребуется:

Количество спирта (г) = Q (Дж) / Теплота сгорания спирта (Дж/г) Количество спирта (г) = 669280 Дж / 29.7 кДж/г Количество спирта (г) ≈ 22 512 г (или около 22.5 кг)

Таким образом, для нагревания 2 кг воды от 20°C до кипения (100°C) при условии 100% КПД, нам потребуется примерно 22.5 кг спирта. Однако обратите внимание, что в реальности КПД может быть ниже 100% из-за потерь тепла в окружающую среду или других факторов.