Question

Сколько дров надо сжечь в топке паровой машины с КПД=36 %, чтобы получить воду при 25 °С из снега массой 106 кг, взятого при температуре −9 °С. (Удельная теплота плавления снега λ=330000Джкг, удельная теплоёмкость снега с1=2100Джкг⋅°С, удельная теплоёмкость воды с2=4200Джкг⋅°С, удельная теплота сгорания дров q=10⋅106Джкг).

Answer 1

Ответ:

13 кг

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи сначала определим, сколько тепла необходимо, чтобы нагреть снег массой 106 кг с температуры -9°C до 0°C, затем растопить его до 25°C, а затем нагреть получившуюся воду до 25°C.

1. Нагрев снега до 0°C: Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры Q1 = 106 кг * 2100 Дж/кг·°С * (0°C - (-9°C)) Q1 = 106 кг * 2100 Дж/кг·°С * 9°C Q1 = 1 785 400 Дж

2. Плавление снега до воды: Q2 = масса * удельная теплота плавления Q2 = 106 кг * 330 000 Дж/кг Q2 = 34 980 000 Дж

3. Нагрев воды от 0°C до 25°C: Q3 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры Q3 = 106 кг * 4200 Дж/кг·°С * (25°C - 0°C) Q3 = 106 кг * 4200 Дж/кг·°С * 25°C Q3 = 5 265 000 Дж

Теперь найдем общее количество тепла, которое нам нужно: Q_общ = Q1 + Q2 + Q3 Q_общ = 1 785 400 Дж + 34 980 000 Дж + 5 265 000 Дж Q_общ = 41 030 400 Дж

Теперь у нас есть общее количество тепла, которое нам нужно, чтобы превратить снег в воду при 25°C.

Теперь мы можем найти количество дров, которые нужно сжечь в топке паровой машины с КПД 36% (КПД выражается в долях, поэтому 36% = 0,36) для получения этого количества тепла.

КПД = полезная работа / затраченная энергия Затраченная энергия = Q_общ / КПД

Затраченная энергия = 41 030 400 Дж / 0,36 Затраченная энергия ≈ 113 974 444,44 Дж

Теперь найдем количество дров, которое нужно сжечь, зная, что удельная теплота сгорания дров q = 10 * 10^6 Дж/кг:

Количество дров = Затраченная энергия / удельная теплота сгорания дров Количество дров = 113 974 444,44 Дж / (10 * 10^6 Дж/кг) Количество дров ≈ 11,4 кг

Таким образом, чтобы получить воду при 25°C из снега массой 106 кг при температуре -9°C, необходимо сжечь примерно 11,4 кг дров в топке паровой машины с КПД 36%.