Question

РЕШЕНИЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО Какое количество природного газа надо сжечь, чтобы 4 кг льда при –10 °С обратить в пар с температурой 100 °С? КПД нагревателя 59 %. Удельная теплота сгорания природного газа равна 34 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, удельная теплоемкость 4,2 кДж/(кг•К), удельная теплота парообразования воды 2,25 МДж/кг. Ответ выразить в кг и округлить до десятых.

Answer 1

ДАНО

m1=4кг

Т1=-10 С

Т2=100 С

КПД=59%=0.59

с1=2100 Дж/кг*К

q2=34 МДж/кг=34*10^6 Дж/кг

q1=330 кДЖ/кг=330*10^3 Дж/кг

с3=4200 Дж/кг*К

λ=2.25 МДж/кг=2.25*10^6 Дж/кг

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

m2 -?

 

РЕШЕНИЕ

Q1=c1m1(0-T1)

Q2=q1m1

Q3=c3m1(T2-0)

Q4=λm1

Q=Q1+Q2+Q3+Q4=m1(c1*10+q1+c3*100+λ)

Qr=q2*m2

КПД=Q/Qr

Qr=Q/КПД

m2=Qr/q2=Q/(q2*КПД)=m1*(c1*10+q1+c3*100+λ) / (q2*КПД)

m2=4*(2100*10+330*10^3+4200*100+2.25*10^6) / (34*10^6*0.59) = 0.6 кг

 

ОТВЕТ 0.6 кг

 

 

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева 4 кг льда от температуры -10 °C до температуры плавления (0 °C):

Q1 = масса * удельная_теплоемкость * (температура_плавления - начальная_температура) Q1 = 4 кг * 4,2 кДж/(кг•К) * (0 °C - (-10 °C)) Q1 = 168 кДж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления 4 кг льда:

Q2 = масса * удельная_теплота_плавления Q2 = 4 кг