Каков кпд печи, если 60 кг стали нагрели до 1400 °C и использовали 4,6 кг специального топлива? Учитывайте

Тема: КПД печи источника

Пояснение:

КПД (коэффициент полезного действия) - это мера эффективности использования энергии в процессе преобразования. В данной задаче нам нужно найти КПД печи, используя данные о количестве нагретой стали и использованного топлива.

КПД вычисляется по формуле:

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

Для нахождения затраченной энергии нам понадобится знание удельной теплоты сгорания топлива и массы использованного топлива:

Затраченная энергия = удельная теплота сгорания топлива * масса топлива

А полученная энергия будет равна изменению внутренней энергии стали:

Полученная энергия = удельная теплоемкость стали * масса стали * изменение температуры

Теперь мы можем применить эти формулы для решения задачи.

Дополнительный материал:
Найдем КПД печи при следующих данных:
Масса стали = 60 кг
Температура стали = 1400 °C
Масса топлива = 4,6 кг
Удельная теплоемкость стали = 460 Дж/кг•K
Удельная теплота сгорания топлива = 30 МДж/кг

Затраченная энергия:
затраченная энергия = 30 МДж/кг * 4,6 кг = 138 МДж

Полученная энергия:
полученная энергия = 460 Дж/кг•K * 60 кг * (1400 °C - 25 °C) = 1,253 МДж

Теперь можем найти КПД печи:
КПД = (1,253 МДж / 138 МДж) * 100% ≈ 0,91 * 100% = 91%

Совет:
Для лучшего понимания концепции КПД, рекомендуется изучить основы термодинамики и узнать больше о различных формах энергии, их переходах и преобразованиях.

Проверочное упражнение:
Найдите КПД печи, если 80 кг воды были нагреты с помощью 5 кг топлива, имеющего удельную теплоту сгорания 40 МДж/кг, от 20 °C до 100 °C. Удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж/кг•K.

Содержание вопроса: КПД печи

Инструкция:

КПД, или коэффициент полезного действия, показывает, какой процент энергии, затраченной на процесс, преобразуется в полезную работу. Для расчета КПД печи необходимо знать входную и выходную энергию.

В данной задаче нужно вычислить КПД печи, исходя из данных: массы нагретой стали, использованного топлива, удельной теплоемкости стали и удельной теплоты сгорания топлива.

Для начала найдем выходную энергию, исходя из формулы:

Выходная энергия = масса стали * удельная теплоемкость стали * изменение температуры

Выходная энергия = 60 кг * 460 Дж/кг•K * (1400 °C - начальная температура)

Затем найдем входную энергию, учитывая использованное топливо:

Входная энергия = масса топлива * удельная теплота сгорания топлива

Входная энергия = 4,6 кг * 30 МДж/кг

И, наконец, можно вычислить КПД печи, используя следующую формулу:

КПД = (Выходная энергия / Входная энергия) * 100%

Подставим значения:

КПД = (Выходная энергия / Входная энергия) * 100% = (Выходная энергия / (4,6 кг * 30 МДж/кг)) * 100%

Доп. материал:
Задача: Каков кпд печи, если 60 кг стали нагрели до 1400 °C и использовали 4,6 кг специального топлива?

Решение:
Выходная энергия = 60 кг * 460 Дж/кг•K * (1400 °C - Начальная температура)
Входная энергия = 4,6 кг * 30 МДж/кг
КПД = (Выходная энергия / Входная энергия) * 100%

Совет:

Для понимания и решения задач на КПД, важно четко разбираться в определениях понятий, проводить правильные вычисления и использовать соответствующие единицы измерения. Также полезно знать, что КПД всегда находится в диапазоне от 0 до 100%.

Задание:

В печи сгорает 5 кг угля, удельная теплота сгорания которого составляет 25 МДж/кг. При этом печь нагревает 40 кг воды от 20 °C до 80 °C. Найдите КПД печи при этих условиях. (Удельная теплоемкость воды составляет 4,186 Дж/град)