Какова масса льда, которую растопили и превратили в пар, после того как использовали 14,7 кг угля для топки печи
Какова масса льда, которую растопили и превратили в пар, после того как использовали 14,7 кг угля для топки печи, и исходная температура льда была 0°С? Учитывайте, что коэффициент полезного действия (КПД) установки составляет 70%.
03.12.2023 11:01
Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать два концепта: теплоту сгорания угля и изменение агрегатного состояния вещества.
Сначала рассмотрим теплоту сгорания угля. Теплота сгорания (Q) - это количество тепла, выделяющегося при полном сгорании вещества. Теплоту сгорания угля можно найти в справочной литературе или других источниках. Пусть теплота сгорания угля равна H.
Затем рассмотрим изменение агрегатного состояния вещества. Для превращения льда в воду и последующего испарения воды нам необходимо знать количество тепла (Q2), которое требуется для каждого из этих изменений состояния. Для превращения льда в воду используется удельная теплота плавления (L), а для испарения воды - удельная теплота парообразования (E). Удельные теплоты можно найти в справочной литературе или других источниках.
Массу льда, которую растопили и превратили в пар, можно найти, используя следующую формулу:
Масса льда = (14,7 кг * H) / (L + E)
Пример:
Допустим, теплота сгорания угля H = 25 000 кДж/кг, удельная теплота плавления льда L = 334 кДж/кг, а удельная теплота парообразования воды E = 2260 кДж/кг.
Масса льда = (14,7 кг * 25 000 кДж/кг) / (334 кДж/кг + 2260 кДж/кг)
Масса льда = 183,66 кг (округлено до двух десятичных знаков).
Совет: Для успешного решения таких задач рекомендуется уделять внимание исходным данным, обратить внимание на единицы измерения и обязательно использовать соответствующие физические константы из источников информации.
Задача для проверки: Если теплота сгорания угля равна 32 400 кДж/кг, удельная теплота плавления льда равна 334 кДж/кг, а удельная теплота парообразования воды равна 2260 кДж/кг, какова масса льда, которую можно растопить и превратить в пар с помощью 15 кг угля? (Ответ округлите до двух десятичных знаков).
Описание:
Для решения этой задачи мы должны учесть тепловые изменения состояния вещества. Сначала нам необходимо определить количество тепла, которое было выделилось при сжигании угля для печи. Далее, используя теорию теплопередачи, мы можем вычислить количество тепла, необходимого для таяния льда и его последующего испарения.
Шаги решения:
1. Найдите количество тепла, выделившееся при сжигании угля. Используйте формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество тепла, m - масса вещества (в данном случае угля), c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры. Замените известные значения и найдите количество тепла.
2. Найдите количество тепла, необходимое для таяния льда. Используйте формулу Q = m * L, где Q - количество тепла, m - масса вещества (в данном случае льда), L - удельная теплота плавления вещества. Замените известные значения и найдите количество тепла.
3. Найдите количество тепла, необходимое для испарения льда. Используйте формулу Q = m * H, где Q - количество тепла, m - масса вещества (в данном случае льда), H - удельная теплота парообразования вещества. Замените известные значения и найдите количество тепла.
4. Сложите полученные количества тепла, чтобы найти общее количество тепла, которое понадобилось для таяния льда и его испарения.
5. Найдите массу льда, используя полученное общее количество тепла и удельную теплоту парообразования.
Доп. материал:
Дано:
Масса угля (m) = 14,7 кг
Исходная температура льда (Т) = 0°C
Для решения задачи нам также понадобятся следующие данные:
Удельная теплоемкость угля (c) = указать значение
Удельная теплота плавления льда (L) = указать значение
Удельная теплота парообразования льда (H) = указать значение
1. Рассчитаем количество тепла, выделившегося при сжигании угля:
Q1 = m * c * ΔT
2. Рассчитаем количество тепла, необходимое для таяния льда:
Q2 = m * L
3. Рассчитаем количество тепла, необходимое для испарения льда:
Q3 = m * H
4. Найдём общее количество тепла:
Q = Q1 + Q2 + Q3
5. Найдём массу льда, используя общее количество тепла и удельную теплоту парообразования:
m льда = Q / H
Совет:
Для лучшего понимания задачи, рекомендуется ознакомиться с удельными теплотами плавления и парообразования вещества, а также с удельной теплоемкостью угля. Обратите внимание на единицы измерения и проведите все расчеты в одной системе измерения.
Дополнительное задание:
Пусть удельная теплоемкость угля составляет 0,4 Дж/(г·°C), удельная теплота плавления льда - 334 Дж/г, удельная теплота парообразования льда - 2260 Дж/г. Найдите массу льда, которую растопили и превратили в пар после использования 10 кг угля для топки печи, при исходной температуре льда 0°C.