Скільки грамів газу необхідно спалити в нагрівнику з ККД 36%, щоб нагріти 12 літрів води від 18 до 100°С? Відповідь

Предмет вопроса: Теплота сгорания и эффективность нагрева

Описание: Для решения данной задачи, нам необходимо использовать понятия теплоты сгорания и эффективности нагрева.

Теплота сгорания - это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании данного вещества. Она обычно измеряется в джоулях или калориях.

Эффективность нагрева (ККД) - это отношение полезной работы к затраченной энергии. В данной задаче нам дано, что ККД нагревателя составляет 36%.

Для решения задачи, мы должны сначала вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева 12 литров воды с 18 до 100 °C.

Формула для вычисления количества теплоты:
Q = m * c * ΔT,

где Q - количество теплоты,
m - масса вещества,
c - удельная теплоёмкость вещества,
ΔT - изменение температуры.

Для воды удельная теплоёмкость равна 4.18 Дж/(г * °C).

Сначала вычислим массу воды:
12 л = 12 000 г.

Затем вычислим изменение температуры:
ΔT = 100 °C - 18 °C = 82 °C.

Теперь мы можем использовать формулу, чтобы вычислить количество теплоты:
Q = 12 000 г * 4.18 Дж/(г * °C) * 82 °C.

Итак, нам нужно найти количество газа, необходимого для производства этой теплоты.

Для этого мы можем использовать формулу ККД:
ККД = (полезная работа / затраченная энергия) * 100%.

В данной задаче полезная работа - это количество выделяющегося тепла (Q), а затраченная энергия - количество энергии, затрачиваемой на сгорание газа.

Таким образом, мы можем записать:
36% = (Q / масса газа) * 100%.

Отсюда можно выразить массу газа:
масса газа = Q / (36% * 100%).

Теперь мы можем подставить значение Q, которое мы рассчитали ранее, и решить эту формулу, чтобы получить искомое количество газа.

Пример: Для решения данной задачи нам понадобится вычислить количество теплоты, необходимое для нагрева 12 литров воды с 18 до 100 °C, и затем использовать формулу ККД, чтобы найти массу газа.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию эффективности нагрева и теплоты сгорания, рекомендуется изучить физический закон сохранения энергии и удельные теплоемкости различных веществ.

Задача для проверки: Сколько граммов газа необходимо сжечь в нагревателе с ККД 40%, чтобы нагреть 8 литров воды с 20 до 90°C? Ответ до десятых долей грамма. (Удельная теплоемкость воды - 4.18 Дж/(г * °C), плотность воды - 1 г/мл)