4. При згорянні 3 кг якогось виду палива виділилося 90 000 кДж енергії. Яке паливо згоріло?
5. Яку кількість теплоти необхідно затратити щоб нагріти 50 л води, взятої за температури 0 °С до температури 100 °С ?
6.На спиртівці нагріли 300 г води від 15 °С до 75 °С. Визначите ККД нагрівника, якщо на нагрівання води витрачено 8г спитру.
треба повний розв'язок всіх задач, даю 25 балів
Ответы
4) щоб визначити, яке паливо згоріло, використовуємо величину теплоти згоряння (Q) і масу палива (m):
Q = mc
де:
Q - теплота (у джоулях)
m - маса (у кількості палива, кг)
c - теплоємність палива (у джоулях на кількість маси палива)
у нас задано Q = 90,000кДж і m = 3кг
теплоємність палива c ми не знаємо. Однак, можемо використовувати дані, що для різних видів палива теплоємність визначається по-різному. Для прикладу, для деревини часто використовують значення c = 16-20МДж/кг
c = 90,000кДж = 3кг × c
c = 90,000кДЖ/3кг
c ≈ 30,000Дж/кг
таким чином, припускаючи, що це деревина, можемо використовувати це значення теплоємності
5) теплота (Q), яку потрібно затратити для нагрівання води, обчислюється за формулою:
Q = mcΔT
де:
Q - теплота (у джоулях)
m - маса води (у кг)
c - теплоємність води (приблизно 4,186Дж/г⋅°C)
ΔT - зміна температури
У нас задано m = 50л води. 1 л води важить приблизно 1 кг. Отже,
m = 50 кг. також, ΔT = 100°С-0°С = 100°С
Q = 50кг × 4,186Дж/г⋅°C × 100°C
Q = 209,300кДж
отже, необхідно затратити 209,300 кДж теплоти для нагрівання 50 л води від 0 °C до 100 °C
6) коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівача можна знайти за формулою:
ККД = корисна енергія виведена на роботу/загальна енергія витрачена
у цьому випадку корисною енергією є теплота, яку вода отримала, і її можна обчислити за формулою:
Q = mcΔT
нам дано, що витрачено 8 г спирту. Маса води m = 300г. ΔT = 75°С-15°С = 60°С.
Qкорисна = 300г × 4,186Дж/г⋅°C×60°C
Qкорисна = 75,516 Дж
тепер можна використовувати формулу для ККД:
ККД = Qкорисна/Qзагальна
де Qзагальна - загальна енергія витрачена, яку можна визначити з теплоти згоряння спирту. Теплота згоряння спирту приблизно дорівнює 29 МДж/кг.
Qзагальна = 8г × 29МДж/кг
Qзагальна = 0,232МДж
ККД = 75,516Дж/0,232МДж
ККД ≈ 0,325
отже, ККД нагрівача приблизно 0,325 або 32,5%