Question

Какова масса сжигаемого спирта для нагрева воды массой 1 кг от 14°С до 50°С с КПД 75% с=4200Дж/кг°С q=27000000Дж/кг​

Answer 1

n = Qполезное/Qзатраченное

Qп= С*mв*(t2-t1)

Qз=q*mc

mс=4200*1*(50-14)*100/75*27000000≈0,007кг≈7г

Answer 2

Для расчета массы сжигаемого спирта для нагрева воды используем формулу:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (энергии), необходимое для нагрева воды m - масса сжигаемого спирта c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг·°С) ΔT - изменение температуры воды (для данного случая, ΔT = 50 - 14 = 36 °С)

Также учитываем, что КПД (коэффициент полезного действия) равен 0.75, т.е. 75%.

Из формулы КПД: КПД = Q_полезная / Q_потраченная

где: Q_полезная - полезная энергия (необходимая для нагрева воды) Q_потраченная - потраченная энергия (сжигание спирта)

Мы знаем, что Q_полезная = q * m и Q_потраченная = m * H_спирта, где q - теплота сгорания спирта и H_спирта - физическая энергия спирта.

Тогда, подставляя эти значения в формулу КПД и решая ее относительно m:

0.75 = (q * m) / (m * H_спирта)

Так как m у нас является общим множителем в числителе и знаменателе, его можно сократить:

0.75 = q / H_спирта

H_спирта = q / 0.75

Теперь, зная физическую энергию спирта H_спирта (27000000 Дж/кг) и теплоту сгорания спирта q (4200 Дж/кг·°С), подставляем значения и решаем уравнение:

H_спирта = q / 0.75 27000000 = 4200 / 0.75 27000000 * 0.75 = 4200 20250000 = 4200

Теперь находим массу сжигаемого спирта m:

m = Q_полезная / q m = (m * c * ΔT) / q m = (1 * 4200 * 36) / 4200 m = 36

Итак, масса сжигаемого спирта для нагрева воды массой 1 кг от 14 °С до 50 °С с КПД 75% равна 36 г.