Сколько дров нужно сжечь,чтобы полностью испарить 125 г воды,взятой при температуре 20°С?

Ответы на вопрос

Отвечает Котик Дарья.

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно использовать понятия теплотехники: рассчитать, сколько энергии потребуется для испарения 125 г воды, и затем понять, сколько дров нужно сжечь для получения такого количества энергии.

Шаг 1: Рассчитаем энергию, необходимую для нагрева воды до её точки кипения.

Сначала нам нужно нагреть 125 г воды с температуры 20°C до 100°C. Для этого используем формулу для нагрева:

$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$

где:

$m$ — масса воды (125 г = 0,125 кг),
$c$ — удельная теплоёмкость воды (для воды $c = 4186 \, \text{Дж/кг} \cdot \text{°C}$ ),
$\Delta T$ — изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C).

Подставляем значения:

Q_1 = 0,125 \cdot 4186 \cdot 80 = 41 860 \, \text{Дж}

Шаг 2: Рассчитаем энергию, необходимую для испарения воды.

Теперь нужно рассчитать, сколько энергии потребуется для превращения 125 г воды в пар. Для этого используется удельная теплота парообразования. Для воды её значение составляет примерно $2,26 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}$ .

Для 0,125 кг воды:

Q_2 = m \cdot L = 0,125 \cdot 2,26 \cdot 10^6 = 282 500 \, \text{Дж}

Шаг 3: Сложим оба значения энергии.

Общая энергия, необходимая для того, чтобы сначала нагреть воду до кипения, а потом испарить её, будет:

Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 41 860 + 282 500 = 324 360 \, \text{Дж}

Шаг 4: Рассчитаем, сколько дров нужно сжечь.

Теперь нужно понять, сколько энергии выделяется при сжигании определённого количества дров. Обычно считается, что 1 кг дров выделяет примерно 15 000 кДж энергии (это усреднённое значение, на практике может варьироваться в зависимости от типа древесины и её влажности).

Таким образом, для того чтобы получить 324 360 Дж, потребуется:

m_{\text{дров}} = \frac{324 360}{15 000} \approx 21,62 \, \text{кг}

Ответ:

Чтобы полностью испарить 125 г воды, начиная с температуры 20°C, потребуется примерно 21,6 кг дров.