Сколько керосина потребуется, чтобы расплавить 4,6 кг олова, взятого при температуре плавления?

Для расчёта количества керосина, необходимого для плавления 4,6 кг олова при его температуре плавления, нужно учитывать энергетические параметры процесса. Давайте разберёмся, шаг за шагом.

Дано:

1. Масса олова (m): 4,6 кг.
2. Температура плавления олова (T): Олово плавится при 231,9 °C. В данном случае оно уже при этой температуре, поэтому нагревать не нужно.
3. Удельная теплота плавления олова (λ): Для олова она составляет примерно 60,9 кДж/кг.
4. Энергия сгорания керосина (Q_кер): Удельная теплота сгорания керосина составляет примерно 43 МДж/кг (43 000 кДж/кг).
5. КПД процесса (η): Обычно для плавки используется горелка или топка с КПД около 30–40%. Возьмём 35% (или 0,35) как среднее значение.

Расчёты:

1. Энергия, необходимая для плавления олова:

   Формула для расчёта тепла:

   $$Q = m \cdot \lambda$$

   Подставляем значения:

   $$Q = 4,6 \, \text{кг} \cdot 60,9 \, \text{кДж/кг} = 280,14 \, \text{кДж}.$$

   Таким образом, для плавления олова требуется 280,14 кДж энергии.

2. Реальное количество керосина с учётом КПД:

   Так как эффективность системы составляет 35%, нужно больше топлива, чтобы покрыть тепловые потери. Формула для учёта КПД:

   $$m_кер = \frac{Q}{Q_кер \cdot \eta}$$

   Подставляем значения:

   $$m_кер = \frac{280,14}{43 000 \cdot 0,35} \approx 0,0183 \, \text{кг}.$$

   Это примерно 18,3 г керосина.

Итог:

Для плавления 4,6 кг олова, уже находящегося при температуре плавления, потребуется около 18,3 грамма керосина, если учитывать КПД системы около 35%.