Каков коэффициент полезного действия использованной нагревательной установки, если при нагревании глицерина с массой

Содержание вопроса: Эффективность нагревательной установки

Объяснение: Эффективность нагревательной установки (η) можно рассчитать с помощью формулы:

η = (полученная энергия / затраченная энергия) * 100%

Затраченная энергия - это энергия, которая была использована для нагрева глицерина.

Полученная энергия - это энергия, которая выделилась при сгорании бензина.

Сначала рассчитаем затраченную энергию. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ΔT

где Q - затраченная энергия, m - масса глицерина, c - удельная теплоемкость глицерина, ΔT - изменение температуры.

Q = 587 г * 2400 Дж/(кг·°С) * (62 °С - 34 °С)

Теперь рассчитаем полученную энергию. Для этого воспользуемся формулой:

E = m * Q

E = 2.1 г * 46 МДж/кг

Подставляем значения в формулу эффективности:

η = (E / Q) * 100%

Вычисляем значение и округляем до десятых:

η = (E / Q) * 100% = (2.1 г * 46 МДж/кг) / (587 г * 2400 Дж/(кг·°С) * (62 °С - 34 °С)) * 100% ≈ 2.3%

Пример:
Задача: Каков коэффициент полезного действия использованной нагревательной установки, если при нагревании глицерина с массой 587 г от 34°С до 62°С сжигают 2,1 г бензина?
Совет: При решении задачи обратите внимание на единицы измерения и не забудьте округлить ответ до десятых.
Задание для закрепления: Каков будет коэффициент полезного действия, если масса глицерина составляет 752 г, а температура изменяется с 25°C до 50°C, а масса сожженного бензина составляет 1,5 г? (Удельная теплоемкость глицерина - 2530 Дж/(кг·°C), удельная теплота сгорания бензина - 40 МДж/кг)

Тема: Общая тепловая эффективность

Разъяснение: Коэффициент полезного действия (КПД) нагревательной установки определяет, какая часть полученной отопительной энергии используется для нагрева глицерина. Для его расчета воспользуемся формулой:


Затраченная энергия состоит из энергии, выделенной при сгорании бензина, и энергии, необходимой для нагрева самого глицерина. Полезная энергия - это энергия, переданная глицерину для его нагрева.

Сначала найдем затраченную энергию:

Энергия, выделенная при сгорании бензина = масса бензина * удельная теплота сгорания бензина

Затраченная энергия для нагревания глицерина = масса глицерина * удельная теплоемкость глицерина * изменение температуры

Затем найдем полезную энергию, которая равна затраченной энергии для нагревания глицерина.

И, наконец, вычислим КПД, подставив значения в формулу и округлив до десятых.

Доп. материал:
Задача: Каков коэффициент полезного действия использованной нагревательной установки, если при нагревании глицерина с массой 587 г от 34°С до 62°С сжигают 2,1 г бензина?

Решение:
Масса бензина = 2,1 г
Масса глицерина = 587 г
Изменение температуры = Конечная температура - Начальная температура = 62°С - 34°С = 28°С
Удельная теплоемкость глицерина = 2400 Дж/(кг·°С)
Удельная теплота сгорания бензина = 46 МДж/кг

Энергия, выделенная при сгорании бензина = 2,1 г * (46 МДж/кг) = 0,0966 МДж
Затраченная энергия для нагревания глицерина = (587 г / 1000) * 2400 Дж/(кг·°С) * 28°С = 38,7072 Дж

Полезная энергия = Затраченная энергия для нагревания глицерина = 38,7072 Дж

КПД = (Полезная энергия / Затраченная энергия) * 100% = (38,7072 Дж / (0,0966 МДж + 38,7072 Дж)) * 100% ≈ 0,039 * 100% ≈ 3,9%

Совет:
Для лучшего понимания теплового эффекта и энергетических процессов важно знать основные понятия и формулы, связанные с теплотой, удельной теплоемкостью и удельной теплотой сгорания. Прочтите и изучите темы, связанные с тепловыми явлениями, чтобы легче понять и решать подобные задачи.

Дополнительное упражнение:
Каков будет коэффициент полезного действия нагревательной установки, если при нагревании 450 г железа от 20°С до 80°С затрачивается 50 КДж теплоты, а удельная теплоемкость железа составляет 460 Дж/(кг·°С)? Ответ округлите до десятых.