Похожие вопросы
2024-11-29 22:43:03
С помощью газовой горелки нагревают воду в сосуде. 5 кг воды нагрелись на 50 0 С. Сколько газа израсходовали, если КПД горелки 40%? Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг 0 С), удельная теплота сгорания газа 45 МДж/кг.
Физика 10 класс Теплообмен и теплота газовая горелка нагрев воды КПД горелки удельная теплоёмкость теплота сгорания газа физика расчет газа Энергия тепло вода температура теплообмен эффективность горелки
2024-11-29 22:43:19
Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов. Начнем с того, что нам нужно найти количество тепла, которое было передано воде, а затем определить, сколько газа для этого потребовалось.
Шаг 1: Вычисление количества теплоты, необходимого для нагрева воды.Формула для расчета количества теплоты (Q) выглядит так:
Q = m * c * ΔT
- m - масса воды (в кг);
- c - удельная теплоемкость воды (в кДж/(кг * °C));
- ΔT - изменение температуры (в °C).
Подставим известные значения:
- m = 5 кг;
- c = 4,2 кДж/(кг * °C);
- ΔT = 50 °C.
Таким образом, вычислим Q:
Q = 5 кг * 4,2 кДж/(кг * °C) * 50 °C = 1050 кДж.
Шаг 2: Учет КПД горелки.КПД (коэффициент полезного действия) горелки равен 40%. Это означает, что только 40% энергии, выделяемой при сгорании газа, используется для нагрева воды. Чтобы найти фактическое количество теплоты, потребное от газа, мы делим количество теплоты, необходимое для нагрева воды, на КПД:
Q_газа = Q / КПД = 1050 кДж / 0,4 = 2625 кДж.
Шаг 3: Вычисление массы газа, необходимого для получения этой теплоты.Теперь нам нужно узнать, сколько газа потребуется для получения 2625 кДж тепла. Удельная теплота сгорания газа составляет 45 МДж/кг, что равно 45000 кДж/кг.
Используем формулу:
m_газа = Q_газа / удельная теплота сгорания газа.
Подставим известные значения:
m_газа = 2625 кДж / 45000 кДж/кг = 0,0583 кг.
Итак, ответ: Для нагрева 5 кг воды на 50 °C с КПД горелки 40% потребовалось примерно 0,0583 кг газа.