profile
Опубликовано - 2 недели назад | По предмету Физика | автор Аноним

Средняя температура верхних шаров льда в Антарктиде имеет температуру -56С.Сколько бензина нужно спалить в растапливателе

  1. Ответ
    Ответ дан Путина Кира

    t2 = 0 °C.

    n

    t3 = 60 °C.

    n

    Cл = 2100 Дж/кг *°C.

    n

    Cв = 4200 Дж/кг *°C.

    n

    λ = 3,4 *10^5 Дж/кг.

    n

    Vв = 200 л = 0,2 м^3.

    n

    ρв = 1000 кг/м^3.

    n

    КПД = 25 %.

    n

    kб = 4,6 *10^7 Дж/кг.

    n

    mб - ?

    n

    Для получения воды при температуре t3 из льда, лед необходимо: сначала нагреть лед от температуры t1 до температуры плавления t2, при температуре плавления перевести лед из твердого состояния в жидкое, полученную воду нагреть от температуры t2 до температуры t3. 

    n

    Необходимое количество теплоты 

    n

     Количество теплоты Qн, которое  необходимое для превращение льда в воду, будет суммой:

    n
      n
    • Q1 - теплота для нагревания льда;
    • n
    • Q2 - таплота для плавления льда;
    • n
    • Q3 - для нагревания воды.
    • n
    n

     

    n

    Qн = Q1 + Q2 + Q3.

    n

    Количество теплоты Q1, необходимое для нагревания льда определяется формулой: Q1 = Cл *m *(t2 - t1), где Cл - удельная теплоемкость льда, m - масса льда, t2, t1 - конечная и начальная температура льда. 

    n

    Количество теплоты Q2, необходимое для плавления льда определяется формулой: Q2 = λ *m, где λ - удельная теплота плавления льда, m - масса льда.

    n

    Количество теплоты Q3, необходимое для нагревания воды определяется формулой: Q3 = Cв *m *(t3 - t2), где Cв - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, t3, t2 - конечная и начальная температура воды.

    n

    Qн = Cл *m *(t2 - t1) + λ *m + Cв *m *(t3 - t2).

    n

    Массу воды m найдем по формуле: m = ρв *Vв, где ρв - плотность воды, Vв - объем воды.

    n

    Согласно закону сохранения массы, такая же масса будет и у льда. 

    n

    Qн = Cл *ρв *V *(t2 - t1) + λ *ρв *V + Cв *ρв *V *(t3 - t2).

    n

    Qн = 2100 Дж/кг *°C * 1000 кг/м^3 *0,2 м^3 *(0 °C - ( - 56 °C)) + 3,4 *10^5 Дж/кг *1000 кг/м^3 *0,2 м^3 + 4200 Дж/кг *°C * 1000 кг/м^3 *0,2 м^3 *(60 °C - 0 °C) = 23520000 Дж + 68000000 Дж + 50400000 Дж = 591920000 Дж.  

    n

    Количество теплоты при сгорании бензина

    n

    При сгорании бензина в растапливатели выделяется количество теплоты Qб, которое определяется формулой: Qб = kб *mб, где kб - удельная теплота сгорания бензина, mб - масса бензина, который сгорел.

    n

    Определение КПД

    n

    Согласно определению КПД определяется формулой: КПД = Qн *100 % /Qб, где Qн - полезное количество теплоты, которое идет на плавления льда, Qб - затраченное количество теплоты, теплота которая выделяется при сгорании бензина. 

    n

    Выразим затраченное количество теплоты Qб = Qн *100 % /КПД.

    n

     kб *mб = Qн *100 % /КПД.

    n

    mб =  Qн *100 % /КПД *kб.

    n

    Подставим данные из условия задачи.

    n

    mб = 591920000 Дж *100 % / 25 % * 4,6 *10^7 Дж/кг = 51,47 кг. 

    n

    Ответ: для плавления льда и получения воды определенной температуру необходимо спалить 51,47 кг бензина.

    0

  2. Ответ
    Ответ дан Бобылёва Ольга
    t1 = - 56 "С.

    t2 = 0 "С.

    t3 = 60 "С.

    V = 200 л = 0,2 м^3.

    ρ = 1000 кг/м^3.

    Св = 4200 Дж/кг *"С.

    Сл = 2100 Дж/кг *"С.

    λ = 4,6 *10^7 Дж/кг.

    k = 3,4 * 10^5 Дж/кг.

    КПД = 25 %.

    mб - ?

    Для получения воды изо льда необходимо количество теплоты Qв, которое определяется формулой: Qв = V *ρ * Сл *(t2 - t1) + k * V *ρ + V *ρ * Св *(t3 - t2).

    При сгорании бензина, выделяется количество теплоты Qб = λ *mб.

    Запишем формулу для определения КПД: КПД = Qв *100 %/Qб.

    КПД = (V *ρ * Сл *(t2 - t1) + k * V *ρ + V *ρ * Св *(t3 - t2)) *100 %/λ *mб.

    mб = (V *ρ * Сл *(t2 - t1) + k * V *ρ + V *ρ * Св *(t3 - t2)) *100 %/λ *КПД.

    mб = (0,2 м^3 *1000 кг/м^3 *2100 Дж/кг *"С *(0 "с + 56 "С) + 3,4 * 10^5 Дж/кг *0,2 м^3 *1000 кг/м^3 + 0,2 м^3 *1000 кг/м^3 *4200 Дж/кг *"С *(60 "С - 0 "С)) *100 %/ 4,6 *10^7 Дж/кг * 25 % = 12,34 кг.

    Ответ: необходимо спалить mб = 12,34 кг бензина.
    0



Топ пользователи


Hekady (
206)
shozavitya (
180)
znanija (
172)
Eveline (
58)