Question

9. Сколько природного газа необходимо сжечь, чтобы превратить 2 кг Да, взятого при -10°C, в воду при 100°С? КПД нагревательной уста- новки, (Ответ: 142 г)​

Answer 1

Ответ: 142г

Объяснение:

Дано:

m1=2кг

t1=-10°C

t2=0°C

t3=100°C

c1=2100Дж/кг°С

с2=4200Дж/кг°С

λ=340000Дж/кг

η=25%

q=44000000Дж/кг

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

m2-?

Q=c1*m1*(t2-t1)+λ*m+c2*m1*(t3-t2)=2100*2*(0+10)+340000*2+4200*2*(100-0)=1562000Дж

m2=Q/(q*η)=1562000/(44000000*0,25)=0,142кг=142г

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо знать теплоту испарения воды и теплоту образования воды.

Теплота испарения воды составляет около 2260 кДж/кг, а теплота образования воды - около 285 кДж/моль.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева 2 кг воды с -10°C до 100°C. Для этого воспользуемся формулой q = mcΔT, где q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4.18 кДж/(кг·°C). ΔT = 100 - (-10) = 110°C.

Теплота нагрева воды: q = 2 кг * 4.18 кДж/(кг·°C) * 110°C = 918.8 кДж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для испарения 2 кг воды. Для этого воспользуемся формулой q = mH, где q - количество теплоты, m - масса вещества, H - теплота испарения.

Теплота испарения воды: q = 2 кг * 2260 кДж/кг = 4520 кДж

Теперь найдем количество теплоты, выделяющееся при образовании воды. Для этого воспользуемся уравнением реакции образования воды:

2H2 + O2 → 2H2O

Теплота образования воды: 285 кДж/моль * 2 моль = 570 кДж

Теперь сложим все полученные значения:

918.8 кДж (нагрев) + 4520 кДж (испарение) + 570 кДж (образование) = 6008.8 кДж

Теперь найдем количество природного газа, необходимого для выделения этой теплоты. Для этого воспользуемся формулой q = mQ, где q - количество теплоты, m - масса вещества, Q - теплота сгорания природного газа.

Предположим, что КПД нагревательной установки составляет 100%, тогда количество природного газа, необходимое для выделения 6008.8 кДж теплоты, будет:

m = q / Q = 6008.8 кДж / Q

Теперь найдем количество природного газа, необходимое для выделения 6008.8 кДж теплоты. Для этого воспользуемся данными из условия задачи: 6008.8 кДж / Q = 2 кг * 142 г/кг = 284 г

Таким образом, для превращения 2 кг воды при -10°C в воду при 100°C необходимо сжечь примерно 284 г природного газа.