Question

Сколько спирта необходимо сжечь спиртовки ,чтобы нагреть воду объемом 2 литра,находящаяся в алюминевой кастрюле , массой 400 грамм от 20 градусовС до кипения .Считать КПД спиртовки только 30%

Answer 1

НУ ТУТ ПОЛУЧАЕТСЯ ТАК
По формуле КПД=Qп / Qз. (КПД=0,58,Qп-полезное количество теплоты ( на нагревание и испарение воды), Qз-затраченное количество теплоты (выделившееся при сгорании спирта) .
Qп=Q1+Q2. ( Q1-кол. теплоты, затраченное на на нагревание воды от (t1=20град) до кипения (t2=100град), Q2-кол. теплоты, затраченное на испарение воды) .
Q1=c*m1*(t2 - t1). ( c-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m1-масса воды=0,4кг)
Q2=r*m2. ( r -удельная теплота парообразования воды=2,3*10^6Дж/кг, m2-масса испарившейся воды=0,01кг)
Qз=q*m3.(q-удельная теплота сгорания топлива (спирта) =29*10^6Дж/кг, m3-масса спирта) подставим
КПД=(c*m1*(t2 - t1)+r*m2) / q*m3. выразим массу спирта
m3=(c*m1*(t2 - t1) +r*m2) / q*КПД.
m3=(4200*0,4*(100-20) + 2,3*10^6*0,01) / 29*10^6*0,58=0,00936кг. (9,36граммов).

Answer 2

Для решения данной задачи, нам необходимо учесть несколько факторов, такие как масса воды, начальная и конечная температура, а также КПД спиртовки.

Дано: - Объем воды: 2 литра - Масса кастрюли: 400 грамм - Начальная температура: 20 градусов Цельсия - Конечная температура: температура кипения (100 градусов Цельсия) - КПД спиртовки: 30%

Решение:

1. Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды с начальной температуры до температуры кипения. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT

Где: - Q - количество теплоты (в джоулях) - m - масса воды (в граммах) - c - удельная теплоемкость воды (4.18 Дж/г*°C) - ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

Подставим значения:

Q = 2000 г * 4.18 Дж/г*°C * (100 - 20)°C

Вычислим:

Q = 2000 г * 4.18 Дж/г*°C * 80°C = 668,800 Дж

2. Теперь найдем количество теплоты, которое спиртовка должна выдать, чтобы нагреть воду. Для этого воспользуемся формулой:

Q_спиртовки = Q / КПД

Подставим значения:

Q_спиртовки = 668,800 Дж / 0.3

Вычислим:

Q_спиртовки = 2,229,333.33 Дж

3. Найдем количество спирта, которое необходимо сжечь. Для этого воспользуемся формулой:

m_спирта = Q_спиртовки / Q_удельная

Где: - m_спирта - масса спирта (в граммах) - Q_удельная - удельная теплота сгорания спирта (в Дж/г)

Удельная теплота сгорания спирта может варьироваться в зависимости от типа спирта. Для примера, возьмем удельную теплоту сгорания этилового спирта, которая составляет около 30,000 Дж/г.

Подставим значения:

m_спирта = 2,229,333.33 Дж / 30,000 Дж/г

Вычислим:

m_спирта ≈ 74.31 г

Таким образом, для нагрева 2 литров воды от 20 градусов Цельсия до кипения при КПД спиртовки 30%, необходимо сжечь примерно 74.31 грамма спирта.