Решите задачи: 1) Алюминевую деталь массой 3кг расплавили. Какое количество теплоты потребовалось для этого,если начальная температура алюминиевой детали 600гр по Цельсию. 2)Какое количество теплоты необходимо,чтобы 300г воды с начальной температуры 50градусов Цельсия довести до кипения и испарить? 3) Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу 2.3 . 10^7 ДЖ и израсходовал при этом 1кг бензина. Вычислите КПД этого двигателя.
1) Для расплавления алюминиевой детали потребуется определить количество теплоты на нагревание до температуры плавления и количество теплоты на само плавление.
Для нагревания до температуры плавления используем формулу: Q = mcΔt Q = 3кг 0.9 кДж/(кг°C) * (660°C - 20°C) = 1710 кДж
Для самого плавления используем формулу: Q = mL Q = 3кг * 390кДж/кг = 1170 кДж
Общее количество теплоты, потребное для расплавления алюминиевой детали: Q = 1710кДж + 1170кДж = 2880 кДж
2) Для нагревания 300г воды до кипения используем формулу: Q1 = mcΔt Q1 = 0.3кг 4.18 кДж/(кг°C) * (100°C - 50°C) = 62.7 кДж
Для испарения 300г воды используем формулу: Q2 = mL Q2 = 0.3кг * 2260 кДж/кг = 678 кДж
Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения воды: Q = 62.7 кДж + 678 кДж = 740.7 кДж
3) КПД двигателя можно найти по формуле: КПД = Полезная работа / Теплота, израсходованная на работу
Полезная работа = 2.3 10^7 Дж Теплота, израсходованная на работу можно найти из теплоты сгорания бензина: Q = 44.8 МДж/кг 1кг = 44.8 * 10^6 Дж
Таким образом, КПД двигателя: КПД = 2.3 10^7 Дж / 44.8 10^6 Дж = 0.51 (или 51%)
1) Для расплавления алюминиевой детали потребуется определить количество теплоты на нагревание до температуры плавления и количество теплоты на само плавление.
Для нагревания до температуры плавления используем формулу:
Q = mcΔt
Q = 3кг 0.9 кДж/(кг°C) * (660°C - 20°C) = 1710 кДж
Для самого плавления используем формулу:
Q = mL
Q = 3кг * 390кДж/кг = 1170 кДж
Общее количество теплоты, потребное для расплавления алюминиевой детали:
Q = 1710кДж + 1170кДж = 2880 кДж
2) Для нагревания 300г воды до кипения используем формулу:
Q1 = mcΔt
Q1 = 0.3кг 4.18 кДж/(кг°C) * (100°C - 50°C) = 62.7 кДж
Для испарения 300г воды используем формулу:
Q2 = mL
Q2 = 0.3кг * 2260 кДж/кг = 678 кДж
Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения воды:
Q = 62.7 кДж + 678 кДж = 740.7 кДж
3) КПД двигателя можно найти по формуле:
КПД = Полезная работа / Теплота, израсходованная на работу
Полезная работа = 2.3 10^7 Дж
Теплота, израсходованная на работу можно найти из теплоты сгорания бензина:
Q = 44.8 МДж/кг 1кг = 44.8 * 10^6 Дж
Таким образом, КПД двигателя:
КПД = 2.3 10^7 Дж / 44.8 10^6 Дж = 0.51 (или 51%)