Пожалуста помогите! Яку кількість гасу потрібно спалити щоб 50л води нагріти від 20ºС до кипіння? К.к.д. процесу 35%
Ответы
Q = m * c * ΔT
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры воды.
Изначально вода имеет температуру 20ºC, а для того, чтобы ее довести до кипения, нужно нагреть ее до 100ºC. Таким образом, ΔT = 80ºC.
Масса воды, которую нужно нагреть, равна ее объему, умноженному на плотность. Плотность воды при стандартных условиях (0ºC, 1 атм) составляет около 1 г/см³. 1 л = 1000 см³, поэтому масса 50 л воды равна:
m = V * ρ = 50 л * 1000 см³/л * 1 г/см³ = 50000 г = 50 кг
Удельная теплоемкость воды приблизительно равна 4,18 Дж/(г*ºC). Таким образом, с учетом коэффициента КПД процесса (η = 35%), количество теплоты Q, которое нужно передать воде, равно:
Q = m * c * ΔT / η = 50 кг * 4,18 Дж/(г*ºC) * 80ºC / 0,35 = 481714 Дж
Чтобы найти количество газа, которое нужно сжечь для получения такого количества теплоты, необходимо знать его теплоту сгорания (обычно выражается в Дж/моль). Пусть эта величина равна H.
Количество газа можно вычислить по формуле:
n = Q / (H * η)
Таким образом, количество газа, которое нужно сжечь, равно:
n = 481714 Дж / (H * 0,35)
Зная теплоту сгорания газа, можно вычислить количество молей газа по формуле:
n = Q / H
или
n = m / M
где M - молярная масса газа.
Наконец, чтобы найти количество газа в литрах, нужно использовать соотношение:
V = n * 22,4 л/моль
где 22,4 л/моль - молярный объем газа при стандартных условиях (0ºC, 1 атм).