Який обсяг води можна нагріти від +20°C до кипіння, використовуючи 8 кг кам’яного вугілля, якщо ККД печі дорівнює 60%?

Содержание: Расчет теплосодержания и объема воды, который можно нагреть.

Разъяснение: ККД (Коэффициент КПД) - это соотношение между полезной работой и затраченной энергией. Для решения задачи нам понадобится знать ККД печи, массу и теплосодержание (теплоту сгорания) каменного угля.

Сначала найдем теплосодержание каменного угля, обозначим его как Qуголь. Для этого воспользуемся формулой:

Qуголь = масса угля * теплота сгорания угля

Теплота сгорания угля - это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании угля. Ее значение для каменного угля составляет около 30 МДж/кг.

Теперь перейдем к расчету объема воды, который можно нагреть

Объем воды = Qуголь / (плотность воды * Своды)

Плотность воды равна около 1000 кг/м³, а Своды - удельная теплоемкость воды, равная 4,18 кДж/(кг*°С). Для расчета ККД печи перед расчетом объема воды мы умножаем теплосодержание каменного угля на ККД.

Теперь мы можем подставить все значения в формулу и рассчитать объем воды, который можно нагреть.

Дополнительный материал: На входе у нас есть масса угля (8 кг) и ККД печи (60%). Расчет проводим следующим образом:

1. Найдем теплосодержание угля:
Qуголь = 8 кг * 30 МДж/кг = 240 МДж

2. Затем найдем объем воды:
Объем воды = (240 МДж * 0,6) / (1000 кг/м³ * 4,18 кДж/(кг*°С)) = 34,92 м³

Значит, можно нагреть около 34,92 м³ воды от +20°C до кипения, используя 8 кг каменного вугілля при ККД печи 60%.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить основные понятия в термодинамике, такие как ККД, теплота сгорания и удельная теплоемкость вещества.

Практика: Сколько воды можно нагреть от 10°C до 90°C, используя 5 кг дров при ККД печи 70%? (Учтите, что теплосодержание древесного топлива различается).