Вода массой 20 кг при температуре 15 °С превращается в пар при температуре 100 °С. Какое количество бензина необходимо для этого процесса сжечь в нагревателе, если КПД нагревателя 30%?
Задание по физике:
Вода массой 20 кг при температуре 15 °С превращается в пар при температуре 100 °С. Какое количество бензина необходимо для этого процесса сжечь в нагревателе, если КПД нагревателя 30%?
Вот правильное решение:
Масса воды составляет 20 кг, её температура 15 градусов. Все мы знаем, что при нагревании воды до температуры кипения приводит к появлению пара. Необходимо узнать количество бензина, которое потребуется для того, чтобы вся вода 20 кг превратилась в пар, если КПД нагревателя 30 процентов. Задача довольно объемная. Для этого из формулы КПД выразим массу бензина, после чего подставим туда все значения и получим, что необходимо 3,85 кг бензина для сжигания воды массой 20 кг.
Дано:
m = 20 кг
t1 = 15°С
t2 = 100°С
Решение:
1) нагреть воду от 15 градусов до 100 градусов
Q1 = m × c1 × дельта T = 20кг × (100°С -15°С) × 4,19 КДж/кг×°С = 7123 КДж
2) парообразование
Q2 = m × c2 = 20кг × 2260 КДж/кг = 45200 КДж
3) Q1 + Q2 = 45200 КДж + 7123 КДж = 52323 КДж
4) КПД
Q1 + Q2/30% = 52323 КДж / 0,3 = 174410 КДж
5) Q = 46 × 106 × Дж/кг × mбензин
Mбензин = Q/q = 174410/46000000 = 0,00379кг = 3,79 л
Ответ: Q = 3,79 л