Question

Сколько воды можно нагреть от 20°С до кипения, сжигая 100г киросина в установке с КПД 40%?

Answer 1

Q = 40800000 * 0,01 = 408000 Дж

m = \frac{408000}{4200 * 80} = \frac{408000}{336000} = 1,21 кг

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать тепловой баланс. Тепло, выделяющееся при сжигании киросина, будет использоваться для нагрева воды.

Дано: Масса киросина (m) = 100 г = 0.1 кг КПД установки (η) = 40% = 0.4 Начальная температура воды (T1) = 20°C = 293.15 К Температура кипения воды (T2) = 100°C = 373.15 К Удельная теплоемкость воды (c) = 4.186 Дж/(г°C) = 4186 Дж/(кг°C) (приблизительное значение)

Сначала найдем количество выделяющейся теплоты при сжигании киросина: Q = m * LHV, где LHV - низшая теплота сгорания киросина, примем её равной 43 МДж/кг = 43000000 Дж/кг.

Q = 0.1 кг * 43000000 Дж/кг = 4300000 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, которое будет использовано для нагрева воды: Q_нагрев = m_воды * c * ΔT, где m_воды - масса воды, которую мы хотим нагреть, ΔT - изменение температуры воды.

Масса воды можно найти из уравнения: Q = Q_нагрев, 4300000 Дж = m_воды * 4186 Дж/(кг°C) * (373.15 К - 293.15 К).

Решив уравнение, получим: m_воды = 0.271 кг.

Итак, чтобы нагреть 0.271 кг (или 271 г) воды от 20°C до кипения, сжигая 100 г киросина в установке с КПД 40%, потребуется.