Какова масса природного газа, который необходим для нагрева 5 литров воды от 15

Тема: Расчет массы природного газа для нагрева воды

Разъяснение: Для того чтобы рассчитать массу природного газа, необходимого для нагрева воды, мы должны учесть несколько факторов. Первый фактор - изменение температуры воды. В данном случае вода должна быть нагрета с 15 градусов Цельсия до определенной температуры.

Для расчета массы природного газа нам понадобится знать теплопроводность природного газа и его плотность. Теплопроводность природного газа - это тепловая энергия, которую газ способен передавать на единицу объема за единицу времени. Плотность природного газа - это масса газа, занимающего единицу объема. Кроме того, нам понадобится учет энергии, необходимой для нагрева воды на заданную температуру.

Для решения данного вопроса, мы можем использовать формулу:
\[Q = mc\DeltaT\],

где Q - тепловая энергия, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, \(\DeltaT\) - изменение температуры.

После того как мы рассчитали тепловую энергию, мы можем использовать следующую формулу для расчета массы природного газа:
\[m_{gas} = \frac{Q}{h}\],

где \(m_{gas}\) - масса природного газа, Q - тепловая энергия, h - низшая теплота сгорания природного газа.

Например:
Допустим, у нас есть 5 литров воды, которую нужно нагреть с 15 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия. Тепловая емкость воды составляет 4.18 Дж/(г·°C), а низшая теплота сгорания природного газа равна 50 МДж/м³.

Сначала мы рассчитываем тепловую энергию:
\[Q = mc\DeltaT = 5000 г \cdot 4.18 Дж/(г·°C) \cdot (60 - 15) °C\]
\[Q = 5000 \cdot 4.18 \cdot 45 = 939000 Дж\]

Затем мы рассчитываем массу природного газа:
\[m_{gas} = \frac{939000 Дж}{50 \cdot 10^6 Дж/м³} = 0.01878 м³\]

Мы получаем, что масса природного газа, необходимая для нагрева 5 литров воды с 15 градусов до 60 градусов Цельсия, составляет приблизительно 0.01878 м³.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основные понятия теплопередачи, теплопроводности, удельной теплоемкости и низшей теплоты сгорания природного газа.

Закрепляющее упражнение: Какая масса природного газа понадобится для нагрева 10 литров воды с 20 градусов Цельсия до 80 градусов Цельсия, если теплота сгорания природного газа составляет 45 МДж/м³?