Question

Взяли 10 кг льда при температуре - 20 градусов поставили на горелку и полностью выпарили.Сколько израсходовали природного газа?Прошу помощи у вас. решите пожалуста с объяснением. буду очень блпгодарна

Answer 1

Q1=$c_{ice}$*$m_{ice}$*t=2100*10*20=420 000 Дж - теплоты чтобы нагреть  лед
Q2=λ*$m_{ice}$=330 000*10=3 300 000 Дж - теплоты чтобы растопить лед
Q3= $c_{water}$*$m_{water}$*t=4200*10*100=4 200 000 Дж - теплоты чтобы нагреть воду
Q4=L*$m_{water}$=2 300 000*10=23 000 000 Дж -теплоты чтобы испаритьь воду
$Q_{all}$=Q1+Q2+Q3+Q4=30 920 000 Дж -всего теплоты
$Q_{all}$=$q_{gas}$*$m_{gas}$=>$m_{gas}$=$\frac{Q_{all}}{q_{gas}}$=$\frac{30 920 000}{44 000 000}$=0,7 кг

Answer 2

Для решения этой задачи нужно учесть физические принципы изменения состояния вещества и тепловые процессы.

Когда лёд нагревается и превращается в пар, требуется энергия на изменение его температуры и фазы состояния.

1. Сначала необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева льда до точки плавления (0 градусов Цельсия).

Удельная теплоемкость льда составляет около 334 джоулей на грамм·градус Цельсия. Таким образом, чтобы нагреть 10 кг льда с -20 до 0 градусов Цельсия, используем формулу:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где: \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса в килограммах, \( c \) - удельная теплоемкость (334 Дж/град·С для льда), \( \Delta T \) - изменение температуры.

\[ Q = 10 \, \text{кг} \times 334 \, \text{Дж/град·С} \times (0 \, \text{град} - (-20 \, \text{град})) \] \[ Q = 10 \, \text{кг} \times 334 \, \text{Дж/град·С} \times 20 \, \text{град} \] \[ Q = 66,800 \, \text{кДж} \]

Теперь, чтобы превратить лёд при 0 градусах Цельсия в пар, нужно учесть скрытую теплоту парообразования. Для воды эта величина составляет около 2260 кДж/кг.

\[ Q = m \cdot L \]

где: \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса в килограммах, \( L \) - скрытая теплота парообразования.

\[ Q = 10 \, \text{кг} \times 2260 \, \text{кДж/кг} \] \[ Q = 22,600 \, \text{кДж} \]

Теперь суммируем обе энергии, необходимые для нагрева льда и его испарения:

\[ Q_{\text{общ}} = 66,800 \, \text{кДж} + 22,600 \, \text{кДж} = 89,400 \, \text{кДж} \]

Теплота, необходимая для испарения 10 кг льда при -20 градусах Цельсия и превращения его в пар при нулевой температуре, составляет 89,400 кДж.

Чтобы рассчитать расход природного газа, необходимо знать энергетическую ценность газа, измеряемую в джоулях или килоджоулях на кубический метр (или других единицах объема).

Обычно, на практике используют среднюю мощность горелки в киловаттах (кВт). После этого можно рассчитать количество газа, используемое для обеспечения необходимой теплоты.

Если есть информация об энергетической ценности вашего природного газа (например, в килоджоулях на кубический метр или других единицах), я могу помочь вам дальше рассчитать расход газа.