Определите какую массу керосина надо сжечь на горелке с кпд 25%,чтобы из 2кг льда,взятого при 0

Ответы на вопрос

Отвечает Коршунов Александр.

Для решения задачи нужно рассчитать количество тепла, которое необходимо передать льду, чтобы он превратился в воду при 100°C. Рассмотрим все этапы нагрева льда и таяния.

Шаг 1: Нахождение тепла для плавления льда

Для того чтобы растопить лёд, нужно использовать его теплоту плавления. Теплота плавления льда составляет примерно 334 кДж/кг.

Масса льда — 2 кг, следовательно, количество тепла, необходимое для его плавления:

Q_1 = m \cdot L_f = 2 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 668 \, \text{кДж}

Шаг 2: Нахождение тепла для нагрева воды от 0°C до 100°C

После того как лёд расплавится, полученная вода будет при температуре 0°C. Чтобы нагреть воду до 100°C, потребуется потратить тепло. Удельная теплоёмкость воды $c_{\text{вода}}$ равна 4.18 кДж/кг·°C.

Количество тепла для нагрева воды:

Q_2 = m \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T = 2 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (100 - 0) \, \text{°C} = 836 \, \text{кДж}

Шаг 3: Общее количество тепла

Общее количество тепла, которое нужно передать, — это сумма тепла для плавления льда и тепла для нагрева воды:

Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 668 \, \text{кДж} + 836 \, \text{кДж} = 1504 \, \text{кДж}

Шаг 4: Учет КПД горелки

КПД горелки составляет 25%. Это означает, что только 25% энергии, затраченной на сжигание керосина, превращается в полезное тепло. Следовательно, для получения 1504 кДж полезного тепла нужно потратить большее количество энергии.

Необходимое количество энергии для сжигания:

E_{\text{затраченная}} = \frac{Q_{\text{общ}}}{\text{КПД}} = \frac{1504 \, \text{кДж}}{0.25} = 6016 \, \text{кДж}

Шаг 5: Расчет массы керосина

Энергия, выделяющаяся при сжигании 1 кг керосина, составляет примерно 42 МДж (42 000 кДж).

Масса керосина, который нужно сжечь:

m_{\text{керосин}} = \frac{E_{\text{затраченная}}}{\text{Энергия на 1 кг керосина}} = \frac{6016 \, \text{кДж}}{42 000 \, \text{кДж/кг}} \approx 0.143 \, \text{кг}

Ответ

Необходимая масса керосина для выполнения задачи составляет примерно 0.143 кг (или 143 г).

Определите какую массу керосина надо сжечь на горелке с кпд 25%,чтобы из 2кг льда,взятого при 0 градусов, получить воду при 100