Question

Какое кол-во бензина надо сжечь, чтобы лёд массой 5кг, взятый при температуре плавления превратить в пар, нагретый до 120°С

Answer 1

18 литров бензина - это ответ

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится использовать тепловую энергию и учитывать тепловую емкость воды и пара, а также тепловую энергию, необходимую для нагрева и плавления льда.

1. Сначала нам нужно рассмотреть процесс нагрева льда от его температуры плавления до 0 °C. Тепловая емкость льда (C_ice) составляет около 2.09 Дж/г·°C. Масса льда (m) равна 5 кг, что составляет 5000 граммов. Температурный изменение (ΔT) составляет:

ΔT = 0°C - (-120°C) = 120°C

Теперь мы можем рассчитать тепловую энергию (Q1), необходимую для нагрева льда до 0 °C:

Q1 = m * C_ice * ΔT Q1 = 5000 г * 2.09 Дж/г·°C * 120°C Q1 = 1,254,000 Дж

2. Теперь нам нужно учесть тепловую энергию (Q2), необходимую для плавления льда. Тепловая энергия, необходимая для плавления льда, называется теплотой плавления (L_f) и составляет около 334 Дж/г. Масса льда (m) равна 5 кг, что составляет 5000 граммов:

Q2 = m * L_f Q2 = 5000 г * 334 Дж/г Q2 = 1,670,000 Дж

3. Теперь мы должны рассмотреть процесс нагрева пара от 0 °C до 120 °C. Тепловая емкость водяного пара (C_vapor) составляет около 2.02 Дж/г·°C. Масса пара (m) равна массе льда (после плавления), то есть 5000 граммов. Температурное изменение (ΔT) также составляет 120°C:

Q3 = m * C_vapor * ΔT Q3 = 5000 г * 2.02 Дж/г·°C * 120°C Q3 = 1,212,000 Дж

4. Теперь мы можем сложить все тепловые энергии, чтобы найти общее количество энергии, необходимое для превращения льда массой 5 кг при температуре плавления в пар, нагретый до 120°C:

Общая тепловая энергия (Q_total) = Q1 + Q2 + Q3 Q_total = 1,254,000 Дж + 1,670,000 Дж + 1,212,000 Дж Q_total = 4,136,000 Дж

Таким образом, чтобы превратить 5 кг льда при температуре плавления в пар, нагретый до 120°C, необходимо сжечь 4,136,000 Дж энергии. Для перевода этой энергии в бензиновый эквивалент, вам потребуется знать теплоту сгорания бензина (обычно выражается в кДж/литре) и эффективность сгорания двигателя, что может различаться в зависимости от типа и состояния двигателя.