Question

Решите пожалуйста задачу как пологается,с дано и решением--- КПД холодильника,работающего на аммиачном газе,равен 75%. Сколько аммиака должно испариться в трубах холодильника для охлаждения 0,86кг воды от 293°K до точки замерзания?

Answer 1

Дано:
L ам.=1370 КДж/кг
n(эта)=75%
m в.=0,86 кг
t1 = 293 K
t2 = 0 C
c в.= 4200 Дж/кг*С
m ам. - ?
-----------------------------------------
СИ:
L=1370000 Дж
n=0,75
t1=19,85 C
------------------------------------------
Реш-е:

n(эта)=А полезная/ А затраченная
Ап. = сm в.(t1-t2)
Аз. = Lm ам.
n = сm вΔt\ Lm ам
m ам. = cmΔt\nL= 4200* 0,86 * 19,85 / 0,75* 1370000 = 7169820 / 1027500 ≈ 6,98 кг.
Ответ (округленный): 6,98 кг.

Answer 2

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать уравнение эффективности (КПД) холодильника:

$\text{КПД} = \frac{\text{Полезная работа}}{\text{Затраченная работа}}$

В данной задаче, полезная работа холодильника - это охлаждение воды от 293°K до точки замерзания. Затраченная работа - это количество теплоты, необходимое для испарения аммиака.

Полезная работа холодильника (энергия, которую нужно извлечь из 0,86 кг воды для охлаждения от 293°K до точки замерзания):

$Q_{\text{полезная}} = m \cdot c \cdot \Delta T$

где: $m = 0,86$ кг (масса воды) $c$ - удельная теплоемкость воды $\Delta T = T_{\text{конечное}} - T_{\text{начальное}} = 273$ K (разница между начальной температурой воды и точкой замерзания)

Удельная теплоемкость воды $c = 4,186$ кДж/(кг·К).

Теперь нам нужно рассчитать количество теплоты, которое нужно отвести от аммиака для его испарения. Пусть $q$ - это количество теплоты, необходимое для испарения одного килограмма аммиака.

Тогда, для испарения $m_{\text{аммиака}}$ килограммов аммиака, нужно $q \cdot m_{\text{аммиака}}$ теплоты.

Таким образом, затраченная работа:

$Q_{\text{затраченная}} = q \cdot m_{\text{аммиака}}$

КПД холодильника составляет 75%, что означает, что отношение полезной работы к затраченной работе равно 0,75:

$0,75 = \frac{Q_{\text{полезная}}}{Q_{\text{затраченная}}}$

Подставим значения:

$0,75 = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{q \cdot m_{\text{аммиака}}}$

Теперь, выразим $m_{\text{аммиака}}$:

$m_{\text{аммиака}} = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{q \cdot 0,75}$

Подставим известные значения и решим:

$m_{\text{аммиака}} = \frac{0,86 \, \text{кг} \cdot 4,186 \, \text{кДж/(кг·К)} \cdot 273 \, \text{К}}{q \cdot 0,75}$

Теперь, нам нужно знать удельную теплоту испарения аммиака $q$. Значение $q$ нужно брать из таблиц термодинамических свойств аммиака при заданных условиях.

После получения значения $q$, можно рассчитать $m_{\text{аммиака}}$.