Сколько теплоты потребовалось для плавления 1,5т железного лома с начальной температурой 20°C во ввагранке? Какое
Сколько теплоты потребовалось для плавления 1,5т железного лома с начальной температурой 20°C во ввагранке? Какое количество кокса нужно было сжечь, чтобы расплавить лом, если только 60% теплоты, выделившейся при сгорании кокса, использовалось для плавления лома? Предоставьте решение, включая данные и объяснения.
11.12.2023 11:09
Написать свой ответ:
Инструкция: Для решения данной задачи нам необходимо использовать термохимические расчёты. Сначала найдём количество теплоты, потребовавшееся для плавления железного лома. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты (джоули), m - масса вещества (кг), c - удельная теплоёмкость вещества (Дж/кг·°C), ΔT - изменение температуры (°C).
Удельная теплоёмкость железа равна 448 Дж/кг·°C, а масса железного лома равна 1,5 тонны = 1500 кг. Температурное изменение равно разности конечной и начальной температуры, то есть ΔT = T2 - T1.
T1 = 20 °C - начальная температура, T2 = температура плавления железного лома (около 1538 °C).
Мы знаем, что при сгорании кокса выделяется теплота. Если только 60% этой теплоты используется для плавления железного лома, то оставшиеся 40% теплоты не используются. Поэтому необходимое количество кокса можно найти по формуле:
Qкокса = Qжелеза / (60%)
где Qкокса - количество энергии, высвобождаемое при сжигании кокса.
Пример использования:
Дано: m = 1500 кг, c = 448 Дж/кг·°C, T1 = 20 °C, T2 = 1538 °C, К = 60%.
Step 1: Найдём Qжелеза:
ΔT = T2 - T1 = 1538 °C - 20 °C = 1518 °C
Qжелеза = m * c * ΔT = 1500 кг * 448 Дж/кг·°C * 1518 °C = 1024464000 Дж
Step 2: Найдём Qкокса:
Qкокса = Qжелеза / (60%) = 1024464000 Дж / (0.6) = 1707440000 Дж
Таким образом, для плавления 1,5 т железного лома потребуется 1024464000 Дж теплоты, а для этого необходимо сжечь 1707440000 Дж кокса.
Совет: Для более лёгкого понимания и решения подобных задач, рекомендуется изучать термохимические расчёты, узнавать удельные теплоёмкости веществ и уметь применять формулу Q = m * c * ΔT.
Практика: Рассчитайте необходимое количество теплоты и кокса для плавления 2 тонн железного лома, если начальная температура равна 25°C, а температура плавления железного лома около 1538°C, использование теплоты от сгорания кокса для плавления железного лома составляет 70%.