Question

Сколько бензина необходимо сжечь чтобы превратить 5 кг льда взятого при -15 ̊С в воду при 90 ̊С? КПД нагревательной установки 45%.

Answer 1

Ответ: m2 = 0,745 кг

Answer 2

Для ответа на ваш вопрос, нам понадобится узнать количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0 °C, затем для плавления льда и, наконец, для нагревания полученной воды до 90 °C. Затем мы сможем рассчитать количество бензина, необходимого для этого процесса.

Расчет количества теплоты для нагревания льда до 0 °C:

Для нагревания льда до 0 °C нам понадобится использовать уравнение теплового баланса: Q = m * c * ΔT где: - Q - количество теплоты - m - масса вещества - c - удельная теплоемкость вещества - ΔT - изменение температуры

Масса льда равна 5 кг, а температурное изменение равно 0 °C - (-15 °C) = 15 °C.

Удельная теплоемкость льда составляет 2.09 Дж/(г·°C).

Подставляя значения в уравнение, получаем: Q1 = 5 кг * 2.09 Дж/(г·°C) * 15 °C

Расчет количества теплоты для плавления льда:

Для плавления льда нам понадобится использовать уравнение теплового баланса: Q = m * L где: - Q - количество теплоты - m - масса вещества - L - удельная теплота плавления

Масса льда равна 5 кг, а удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг.

Подставляя значения в уравнение, получаем: Q2 = 5 кг * 334 кДж/кг

Расчет количества теплоты для нагревания воды до 90 °C:

Для нагревания воды до 90 °C нам понадобится использовать уравнение теплового баланса: Q = m * c * ΔT где: - Q - количество теплоты - m - масса вещества - c - удельная теплоемкость вещества - ΔT - изменение температуры

Масса воды равна массе льда, то есть 5 кг, а температурное изменение равно 90 °C - 0 °C = 90 °C.

Удельная теплоемкость воды составляет 4.18 Дж/(г·°C).

Подставляя значения в уравнение, получаем: Q3 = 5 кг * 4.18 Дж/(г·°C) * 90 °C

Расчет общего количества теплоты:

Общее количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг льда при -15 °C в воду при 90 °C, можно рассчитать, сложив все три полученные величины: Q_total = Q1 + Q2 + Q3

Расчет количества бензина:

Для расчета количества бензина, необходимого для сжигания указанного количества теплоты, мы должны учесть КПД нагревательной установки, который составляет 45%.

Количество бензина можно рассчитать, используя следующее уравнение: Q_total = Q_benz * η где: - Q_total - общее количество теплоты - Q_benz - количество теплоты, выделяемое при сжигании единицы бензина - η - КПД нагревательной установки

Выразим количество бензина: Q_benz = Q_total / η

Подставляя значения, получаем: Q_benz = (Q1 + Q2 + Q3) / 0.45

Таким образом, мы можем рассчитать количество бензина, необходимого для превращения 5 кг льда при -15 °C в воду при 90 °C, учитывая КПД нагревательной установки 45%.

Пожалуйста, используйте указанные формулы и значения для расчета количества бензина.