Question

Какой объем бензина надо сжечь, чтобы нагреть 10л воды от 20 до 100°с, если КПД нагревателя 50%?

Answer 1

Масса воды m1=p1*V1=1000*0,01=10 кг кпд=c*m1*(t2-t1)/q*m2                 m2=c*m1*(t2-t1)/кпд*q=4200*10*(100-20)/0,5*44*10^6=15,3*10^-2 кг

V2=m2/p2=15,3*10^-2/700=21,8*10^-5 м3=218 см3

Answer 2

Для решения этой задачи, нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева 10 литров воды с 20°C до 100°C, а затем определить объем бензина, который надо сжечь с учетом КПД нагревателя.

1. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева 10 литров воды: Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество теплоты (в джоулях), m - масса вещества (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (приближенно равна 4,186 Дж/(г°C)), ΔT - изменение температуры (в °C).

Массу воды можно выразить через её плотность, зная, что плотность воды приблизительно равна 1 кг/литр.

m = 10 литров * 1 кг/литр = 10 кг.

Теперь вычислим изменение температуры:

ΔT = конечная температура - начальная температура ΔT = 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь подставим значения в формулу:

Q = 10 кг * 4,186 Дж/(г°C) * 80°C ≈ 3348,8 кДж.

2. Теперь, учитывая, что КПД нагревателя 50%, найдем объем бензина, который нужно сжечь.

КПД (Коэффициент полезного действия) - это отношение полезной работы к затраченной энергии. В данном случае КПД нагревателя равен 50%, что означает, что только половина энергии от сгорания бензина используется для нагрева воды, а остальное расходуется бесполезно.

Пусть V будет объемом бензина, который нужно сжечь.

Тогда, полезная энергия от сжигания бензина:

Полезная энергия = КПД * общая энергия.

Полезная энергия = 0.5 * общая энергия (50% КПД).

Полезная энергия = 0.5 * Q.

Теперь найдем V:

0.5 * Q = V.

V = 0.5 * 3348,8 кДж ≈ 1674,4 кДж.

Таким образом, чтобы нагреть 10 литров воды от 20°C до 100°C при КПД нагревателя 50%, необходимо сжечь примерно 1674,4 кДж бензина.