Для экономии топлива для отопления своего загородного дома хозяин решил добавить топливные гранулы к древесному углю

Топливные гранулы и уголь:
Обозначим удельную теплоту сгорания получившейся смеси как q. По условию задачи, количество выделяемой теплоты при горении гранул должно быть в два раза больше, чем при горении угля.

Предположим, что при горении 1 кг угля выделяется q1 МДж теплоты. Тогда, при горении 1 кг топливных гранул, должно выделяться 2q1 МДж теплоты.

Пусть m1 - масса угля (кг), m2 - масса топливных гранул (кг), тогда уравнение для выделяемой теплоты будет следующим:
q1 * m1 + q2 * m2 = 2q1 * (m1 + m2)

Решим это уравнение относительно q:
q1 * m1 + q2 * m2 = 2q1 * m1 + 2q1 * m2
q1 * m1 - 2q1 * m1 = 2q1 * m2 - q2 * m2
q1 * m1 - 2q1 * m1 = (2q1 - q2) * m2
-q1 * m1 = (2q1 - q2) * m2

Теперь выразим q:
-q1 * m1 / m2 = 2q1 - q2
2q1 = q1 * m1 / m2 + q2
q = (q1 * m1 / m2 + q2) / 2

Подставим значения и рассчитаем удельную теплоту сгорания q:
q = (10 * m1 / m2 + 20) / 2
q = (10 * 1 / 1 + 20) / 2
q = (10 + 20) / 2
q = 30 / 2
q = 15 МДж/кг

Ответ: Удельная теплота сгорания получившейся смеси составляет 15 МДж/кг.

Упражнение: Пусть масса угля составляет 2 кг, а масса топливных гранул составляет 1 кг. Определите удельную теплоту сгорания получившейся смеси.

Содержание вопроса: Удельная теплота сгорания смеси топлив

Описание: Чтобы найти удельную теплоту сгорания получившейся смеси топлив, необходимо учесть соотношение при добавлении топливных гранул к древесному углю. Поскольку количество выделяемой теплоты при горении гранул должно быть в два раза больше, чем при горении угля, можно записать следующее уравнение:

q1 * m1 = 2 * (q2 * m2)

где
q1 - удельная теплота сгорания угля,
m1 - масса угля,
q2 - удельная теплота сгорания топливных гранул,
m2 - масса гранул.

Решим данное уравнение относительно удельной теплоты сгорания смеси (q):

q = (q1 * m1 + 2 * q2 * m2) / (m1 + m2)

Демонстрация: Предположим, что масса угля составляет 10 кг, а масса гранул равна 5 кг. Удельная теплота сгорания угля q1 = 10 МДж/кг, а удельная теплота сгорания гранул q2 = 20 МДж/кг. Тогда удельная теплота сгорания смеси будет:

q = (10 МДж/кг * 10 кг + 2 * 20 МДж/кг * 5 кг) / (10 кг + 5 кг) = 16.67 МДж/кг (округлено до целых)

Совет: Для более полного понимания данной темы рекомендуется изучить удельную теплоту сгорания различных видов топлива и правила смешивания топлив с разными удельными теплотами сгорания.

Задание: Если при том же соотношении смешивания масса угля составляла бы 15 кг, а масса гранул 7 кг, какая была бы удельная теплота сгорания смеси?