Question

Сколько воды можно нагреть от 10 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия, если на нагревание пошла половина энергии, полученной в результате сгорания 40 килограмм каменного угля?

Answer 1

 

тепло от сжигания угля *кпд= тепло на нагревание воды

qm1*кпд = cm ∆T

 

m= qm1*кпд  / (c ∆T)= 22*10^6*40*0.5 / (4200*50)=2095 кг

V=2095 л

 

Ответ  2095 кг   или 2095 литров

Answer 2

Для того чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться тепловым эквивалентом теплоты. Тепловой эквивалент теплоты позволяет связать количество теплоты с изменением температуры и массой вещества. Формула для расчета теплового эквивалента теплоты выглядит следующим образом:

\[ Q = mc\Delta T, \]

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса вещества, - \( c \) - удельная теплоемкость вещества, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данном случае мы знаем, что на нагревание пошла половина энергии, полученной при сгорании 40 килограмм каменного угля. Полная энергия, выделяющаяся при сгорании угля, равна \( Q_{\text{полн}} \), а половина этой энергии, используемая для нагрева воды, равна \( Q_{\text{нагр}} \):

\[ Q_{\text{нагр}} = \frac{1}{2} Q_{\text{полн}}. \]

Теперь мы можем записать формулу для расчета теплоты, используемой для нагрева воды:

\[ Q_{\text{нагр}} = mc\Delta T. \]

Так как вода нагревается от 10 до 60 градусов Цельсия, то \( \Delta T = 60 - 10 = 50 \) градусов.

Теперь мы можем выразить массу воды \( m \) через известные величины. Удельная теплоемкость воды \( c \) примерно равна 4.186 Дж/(градус Цельсия·г).

\[ Q_{\text{нагр}} = mc\Delta T. \]

Теперь мы можем подставить известные значения и решить уравнение:

\[ \frac{1}{2} Q_{\text{полн}} = m \cdot 4.186 \cdot 50. \]

Теперь найдем \( Q_{\text{полн}} \). Количество энергии, выделяющейся при сгорании 40 килограмм каменного угля, зависит от теплоты сгорания угля. Предположим, что теплота сгорания угля \( H \) примерно равна 30 МДж/кг (это значение может различаться в зависимости от типа угля). Тогда полная энергия \( Q_{\text{полн}} \) будет равна:

\[ Q_{\text{полн}} = \text{масса угля} \times \text{теплота сгорания угля}. \]

Теперь подставим значения:

\[ Q_{\text{полн}} = 40 \, \text{кг} \times 30 \, \text{МДж/кг} = 1200 \, \text{МДж} \]

Теперь подставим это значение обратно в уравнение для \( Q_{\text{нагр}} \):

\[ \frac{1}{2} \times 1200 \, \text{МДж} = m \times 4.186 \times 50. \]

Теперь решим уравнение относительно массы воды \( m \). После решения уравнения вы получите массу воды, которую можно нагреть от 10 до 60 градусов Цельсия, используя половину энергии, выделяющейся при сгорании 40 килограмм каменного угля.