Question

Какую массу дров необходимо сжечь, чтобы нагреть 10 л воды на костре на 50° С? Если считать, что на нагрев воды идет только 20% выделяемого тепла.

Answer 1

Ответ: 0,42кг

Объяснение:

Дано:

V=10л=0,01м³

ρ=1000кг/м³

Δt=50°C

с=4200Дж/кг°С

η=20%=0,2

q=10МДж/кг=10000000Дж/кг

--------------------

m-?

η=Qп/Qз, где:

Qп-полезная теплота, которая пошла на нагрев воды;

Qп=с*ρ*V*Δt

Qз-затраченная теплота, которая выделилась от сгоревших дров.

Qз=q*m

Тогда:

с*ρ*V*Δt=q*m*η

Отсюда:

m=с*ρ*V*Δt/(q*η)=4200*1000*0,01*50/(10000000*0,5)=0,42кг

Answer 2

Для решения этой задачи используем формулу для теплового эффекта:

\[ Q = mc\Delta T \]

где: - \( Q \) - тепловой эффект (в джоулях), - \( m \) - масса вещества (в килограммах), - \( c \) - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на градус Цельсия), - \( \Delta T \) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

В данном случае \( Q \) будет равно тепловому эффекту, необходимому для нагрева 10 литров воды на 50°C. Удельная теплоемкость воды \( c \) составляет около 4,186 Дж/г°C.

\[ Q = mc\Delta T \]

Масса воды \( m \) можно выразить через её плотность \( \rho \) и объем \( V \):

\[ m = \rho V \]

Объем воды \( V \) можно найти, зная, что 1 литр воды имеет массу приблизительно 1 кг.

\[ V = 10 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} \]

Теперь мы можем записать уравнение для расчета теплового эффекта:

\[ Q = (\rho V)c\Delta T \]

Также, учитывая, что только 20% выделяемого тепла идет на нагрев воды, умножим результат на 1/0.2:

\[ Q_{\text{дрова}} = \frac{Q}{0.2} \]

Теперь подставим известные значения:

\[ Q_{\text{дрова}} = \frac{(\rho V)c\Delta T}{0.2} \]

Подставим численные значения:

\[ Q_{\text{дрова}} = \frac{(1 \, \text{кг/л} \times 10 \, \text{л})(4.186 \, \text{Дж/г°C})(50°C)}{0.2} \]

Решив эту задачу, вы получите количество джоулей тепла, необходимых для нагрева воды.