Question

Помогите! Я не могу понять Централизация отопления во многих странах приводит к внедрению отопительной системы динамического типа. Вот её принцип. Топка, в которой сжигается топливо, служит нагревателем для тепловой машины. Охладителем для этой машины является вода в отопительной системе. Работа тепловой машины приводит в действие холодильную машину, для которой вода в отопительной системе – нагреватель, а резервуар, у которого берется тепло – грунтовая вода. Какое количество теплоты в общей сложности получает вода в отопительной системе при сжигании 1 кг угля с удельной теплотой сгорания 30 МДЖ/кг, если обе машины работают по идеальным циклам. Температура: топки 200℃; грунтовой воды 12℃, воды в отопительной системе 57℃.

Answer 1

Ответ:

Я смог разобраться только до этого остольное думаю не могу решать в ближашее время остольное слишком запутана и я не понял

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать первый закон термодинамики, который гласит, что изменение внутренней энергии системы равно количеству тепла, подведенного к системе, минус работа, совершенная системой.

Для начала, давайте найдем изменение внутренней энергии воды в отопительной системе. Мы можем использовать формулу:

ΔU = m * c * ΔT

где: ΔU - изменение внутренней энергии (количество тепла) воды m - масса воды c - удельная теплоемкость воды ΔT - изменение температуры

Массу воды можно выразить через массу угля и эффективность отопительной системы:

m_воды = m_угля * η

Теперь найдем изменение температуры воды в отопительной системе:

ΔT_отопление = Т_конечная - Т_начальная ΔT_отопление = 57°C - 12°C = 45°C

Следовательно, тепло, полученное водой в отопительной системе, можно выразить как:

ΔU_отопление = m_угля * η * c_воды * ΔT_отопление

Теперь нам нужно выразить массу угля через удельную теплоту сгорания:

Q_уголь = m_угля * Удельная_теплота_сгорания

Отсюда мы можем выразить массу угля:

m_угля = Q_уголь / Удельная_теплота_сгорания

Теперь у нас есть все данные, чтобы рассчитать количество теплоты, полученное водой в отопительной системе:

ΔU_отопление = (Q_уголь / Удельная_теплота_сгорания) * η * c_воды * ΔT_отопление

Теперь подставим значения:

ΔU_отопление = (Q_уголь / (30 МДж/кг)) * η * (4,186 Дж/(г°C)) * 45°C

Учтем, что 1 МДж = 1000 кДж, и переведем все в кДж:

ΔU_отопление = (Q_уголь / (30 * 1000 кДж/кг)) * η * (4,186 Дж/(г°C)) * 45°C

ΔU_отопление = (Q_уголь / 30,000 кДж/кг) * η * 4,186 Дж/(г°C) * 45°C

Теперь мы можем рассчитать значение ΔU_отопление. Остается только учесть, что работа, совершенная системой, равна работе холодильной машины:

ΔU_отопление = работа_холодильной_машины

Чтобы рассчитать работу холодильной машины, нам понадобится КПД (эффективность) работы тепловой машины. Поскольку обе машины работают по идеальным циклам, КПД можно выразить как:

КПД = 1 - (Т_холодного_резервуара / Т_горячего_резервуара)

Теперь мы знаем, что:

работа_холодильной_машины = ΔU_отопление = Q_уголь / (30,000 кДж/кг) * η * 4,186 Дж/(г°C) * 45°C

Теперь мы можем рассчитать КПД тепловой машины:

КПД = 1 - (Т_горячего_резервуара / Т_холодного_резервуара) КПД = 1 - (200°C / 12°C) КПД = 1 - 16.67 ≈ -15.67

Поскольку КПД не может быть отрицательным, что говорит о том, что нечто идет не так, возможно, есть ошибка в данных или расчетах. Проверьте, правильно ли указаны температуры и другие параметры системы, чтобы убедиться, что расчеты выполняются корректно.