Сколько дров нужно сжечь в печке с КПД 40%, чтобы получить 200 кг снега, взятого при -10°C, в воду температурой 20°C?

Физика 10 класс Тепловые явления количество дров КПД печки снег в воду физика тепла расчет энергии температура воды теплообмен сжигание дров физические задачи теплоемкость воды Новый

Привет! Давай разберемся с этой задачей шаг за шагом.

Сначала нам нужно понять, сколько энергии потребуется, чтобы превратить 200 кг снега при -10°C в воду при 20°C. Для этого нам нужно учитывать несколько этапов:

1. Нагрев снега от -10°C до 0°C.
2. Плавление снега в воду (0°C).
3. Нагрев воды от 0°C до 20°C.

Теперь давай посмотрим на каждую часть:

1. Нагрев снега:

   • Для нагрева 1 кг снега на 1°C требуется примерно 2,1 кДж.
   • Значит, чтобы нагреть 200 кг снега от -10°C до 0°C:
     • 200 кг 2,1 кДж/кг 10°C = 4200 кДж.

2. Плавление снега:

   • Для плавления 1 кг снега требуется 334 кДж.
   • Для 200 кг снега:
     • 200 кг * 334 кДж/кг = 66800 кДж.

3. Нагрев воды:

   • Для нагрева 1 кг воды на 1°C требуется 4,2 кДж.
   • Чтобы нагреть 200 кг воды от 0°C до 20°C:
     • 200 кг 4,2 кДж/кг 20°C = 16800 кДж.

Теперь складываем все эти энергии:

• 4200 кДж (нагрев снега) + 66800 кДж (плавление) + 16800 кДж (нагрев воды) = 87800 кДж.

Теперь, когда у нас есть общая энергия, давай узнаем, сколько дров нам нужно сжечь. Печка имеет КПД 40%, это значит, что только 40% энергии от сжигаемых дров превращается в полезную.

Чтобы найти, сколько энергии нужно от дров, мы делим на КПД:

• Энергия от дров = 87800 кДж / 0,4 = 219500 кДж.

Теперь нам нужно знать, сколько энергии выделяется при сжигании дров. Обычно, 1 кг дров дает около 15 кДж.

Итак, чтобы узнать, сколько дров нужно сжечь:

• Количество дров = 219500 кДж / 15 кДж/кг ≈ 14633 кг.

Итак, тебе нужно сжечь примерно 14633 кг дров, чтобы получить 200 кг снега в воду при 20°C. Это довольно много, так что лучше запастись дровами заранее! Если что-то непонятно, спрашивай!