Какова удельная теплота сгорания дерева q, если при сгорании 22 кг дров с коэффициентом полезного действия 0,2
Какова удельная теплота сгорания дерева q, если при сгорании 22 кг дров с коэффициентом полезного действия 0,2, из снега массой 100 кг и температурой -10°С получается вода с температурой 20°C? Удельная теплоемкость воды c1 равна 4,2 кДж/кг·K, удельная теплоемкость льда c2 равна 2,1 кДж/кг·K, а удельная теплота плавления льда y равна 0,33 МДж/кг.
24.12.2023 07:54
Пояснение: Удельная теплота сгорания дерева (q) - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы массы дерева. Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии.
Сначала найдем количество теплоты, выделяющееся при нагревании льда до 0°C:
Q1 = m2*c2*(0 - (-10)), где m2 - масса льда, c2 - удельная теплоемкость льда, разность температур в данном случае равна 10°C.
Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q2 = m2*y, где y - удельная теплота плавления льда.
Дальше найдем количество теплоты, выделяющееся при нагревании полученной воды от 0°C до 20°C:
Q3 = (m2 + m1)*c1*(20 - 0), где m1 - масса воды, m1 = m2.
Найдем теплоту, выделяющуюся при сгорании 22 кг дров:
Q4 = 22*q.
Теплота, выделяющаяся при сгорании дров, равна сумме выделенной теплоты на каждом этапе:
Q4 = Q1 + Q2 + Q3.
Теперь можно найти удельную теплоту сгорания дерева (q):
q = Q4 / 22.
Пример:
Задано:
m2 = 100 кг (масса льда)
m1 = m2 (масса воды)
c1 = 4,2 кДж/кг·K (удельная теплоемкость воды)
c2 = 2,1 кДж/кг·K (удельная теплоемкость льда)
y = 0,33 МДж/кг (удельная теплота плавления льда)
Q1 = m2*c2*(0 - (-10))
Q2 = m2*y
Q3 = (m2 + m1)*c1*(20 - 0)
Q4 = 22*q
Подставляем все значения в формулы и находим q.
Совет: Чтобы лучше понять данный материал, рекомендуется изучить закон сохранения энергии, удельную теплоемкость различных веществ, а также удельную теплоту плавления льда.
Дополнительное задание: При сгорании 10 кг дров выделится 500 кДж теплоты. Найдите удельную теплоту сгорания дерева (q).