Question

Для уборки снега с площади 200 м2
применена снеготаялка с КПД 45%. Какое количество сухих дров будет
израсходовано, если толщина снежного покрова 25 см,
температура воздуха -1 С.
Вода вытекает из снеготаялки при 2 С.

Answer 1

Будем считать, что снег - это лёд, температура которого t₁=-1°C. Следовательно снег сначала нагревается до температуры t₂=0°C, затем плавится при температуре 0°C, а затем вода нагревается до t₃=2°C.
Q₁=c₁·m·(t₂-t₁), Q₂=λ·m, Q₃=c₂·m·(t₃-t₂)
Масса снега, а следовательно масса воды равна m = ρ·S·h, где ρ - плотность льда.
Теплота, которая выделяется при сгорании дров: Q₄= q·m₁, где m₁ = масса дров. При этом КПД установки = 45%

η=((Q₁+Q₂+Q₃)·100%)/Q₄

η=((c₁·m·(t₂-t₁)+λ·m+c₂·m·(t₃-t₂))·100%)/q·m₁ = (ρ·S·h·(c₁·(t₂-t₁)+λ+c₂·(t₃-t₂))·100%)/q·m₁

m₁= (ρ·S·h·(c₁·(t₂-t₁)+λ+c₂·(t₃-t₂))·100%)/q·η
S - площадь снега
h - высота снежного покрова
c₁ - удельная теплоёмкость льда
c₂ - удельная теплоёмкость воды
λ - удельная теплота плавления льда
η - КПД
q - удельная теплота сгорания дров

Осталось подставить и рассчитать