В чайник из алюминия m = 400 г налили воду объемом 2 л при t=10°C и поставили на газовую горелку, доведя систему до кипения (t=100°C). Какая масса природного газа сгорела, если на тепловые процессы ушла половина энергии сгоревшего топлива?
В чайник из алюминия m = 400 г налили воду объемом 2 л при t=10°C и поставили на газовую горелку, доведя систему до кипения (t=100°C). Какая масса природного газа сгорела, если на тепловые процессы ушла половина энергии сгоревшего топлива?
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для решения этой задачи рассмотрим энергию, необходимую для нагрева воды массой 400 г на 90°C (100°C - 10°C) и испарения этой воды:
Q1 = mcΔT + ml,
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры, l - удельная теплота испарения.
Q1 = 0.4 кг 4200 Дж/(кг°C) 90°C + 0.4 кг 2260 кДж/кг = 151200 Дж + 904 кДж = 152104 кДж.
Половина этой энергии ушла на нагревание и испарение воды. Так как энергия подавалась через газовую горелку, то нужно учитывать КПД установки. Пусть КПД горелки равен η. Следовательно, весьма логично, что полная энергия сгорания топлива будет равна:
Q2 = 2 * Q1 / η.
Так как на тепловой процесс ушла половина энергии, то масса газа s, которая сгорела, определяется соотношением:
s = Q2 / k, где k - удельная теплота сгорания природного газа.
Поэтому масса природного газа s, которая сгорела, равна:
s = 2 * 152104 кДж / ηк = 1520.4 кДж / ηк.