Question

Сколько дров надо сжечь в печке с КПД 40%, чтобы получить из 200 килограмм снега, взятого при температуре -10 градусов цельсия, воду при температуре 20 градусов цельсия. Ответ 18 килограммов. Нужно решение.

Answer 1

Запишем закон сохранения энергии для данного случая:
0.4qm=c1m1t1+c2m1t2+ym1 (y - лямбда, удельная теплота плавления льда. q - удельная теплота горения дров. c1 - удельная теплоемкость льда. c2 - удельная теплоемкость воды, m - искомое, масса дров. m1 - масса льда. t1 - начальная тепмпература. t2 - конечная).
Выразим искомое: m=m1(c1t1+c2t2+y)/0.4q.
Поскольку по условию не сказано, какая именно древесина, возьмем стандартную теплоту горения древесины q=10^7.
Осталось подставить числовые значения и посчитать:
m=200(21000+84000+340000)/0.4q=2225*10^5/10^7=22.25 кг;
Ответ:22.25 кг.

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо узнать, сколько дров нужно сжечь в печке с КПД 40%, чтобы получить из 200 килограмм снега, взятого при температуре -10 градусов Цельсия, воду при температуре 20 градусов Цельсия.

Решение:

Для начала, давайте определим, сколько тепла необходимо для нагревания снега до температуры плавления и затем для нагревания воды до температуры кипения.

1. Нагревание снега до температуры плавления: - Удельная теплоемкость снега составляет около 2.09 Дж/(г·°C). - Для нагревания 200 килограмм снега с температурой -10 градусов Цельсия до температуры плавления (0 градусов Цельсия), нам понадобится: Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q1 = 200 кг × 2.09 Дж/(г·°C) × (0 градусов Цельсия - (-10 градусов Цельсия)) Q1 = 200 кг × 2.09 Дж/(г·°C) × 10 градусов Цельсия

2. Нагревание воды до температуры кипения: - Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(г·°C). - Для нагревания 200 килограмм воды с температурой 20 градусов Цельсия до температуры кипения (100 градусов Цельсия), нам понадобится: Q2 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q2 = 200 кг × 4.18 Дж/(г·°C) × (100 градусов Цельсия - 20 градусов Цельсия) Q2 = 200 кг × 4.18 Дж/(г·°C) × 80 градусов Цельсия

3. Общее количество тепла, необходимое для нагревания снега и воды: Q = Q1 + Q2

Теперь, чтобы узнать, сколько дров нам нужно сжечь, учитывая КПД печки, мы можем использовать следующую формулу:

Количество дров = Q / (КПД × удельная теплота сгорания дров)

Расчет:

Давайте выполним расчеты:

1. Расчет количества тепла для нагревания снега: Q1 = 200 кг × 2.09 Дж/(г·°C) × 10 градусов Цельсия Q1 = 4180 Дж/°C × 10 градусов Цельсия Q1 = 41800 Дж

2. Расчет количества тепла для нагревания воды: Q2 = 200 кг × 4.18 Дж/(г·°C) × 80 градусов Цельсия Q2 = 83600 Дж/°C × 80 градусов Цельсия Q2 = 6688000 Дж

3. Общее количество тепла: Q = Q1 + Q2 Q = 41800 Дж + 6688000 Дж Q = 6729800 Дж

Теперь, давайте рассчитаем количество дров, учитывая КПД печки.

4. Расчет количества дров: Количество дров = Q / (КПД × удельная теплота сгорания дров)

Предположим, что удельная теплота сгорания дров составляет 13 500 Дж/г.

Количество дров = 6729800 Дж / (0.4 × 13500 Дж/г) Количество дров = 6729800 Дж / 5400 Дж/г Количество дров ≈ 1246 г

Таким образом, чтобы получить из 200 килограмм снега, взятого при температуре -10 градусов Цельсия, воду при температуре 20 градусов Цельсия, нам понадобится примерно 1246 г дров.

Пожалуйста, обратите внимание, что результат может незначительно отличаться в зависимости от точных значений удельной теплоемкости и удельной теплоты сгорания дров, а также от округления при расчетах.