При сгорании 1 г водорода и превращении его в воду выделяется количество теплоты, равное 142 кДж. Какое количество угля с удельной теплотой сгорания 29 МДж/кг необходимо сжечь для диссоциации 1 л воды, если из энергии, выделяемой углем, используется 50%?

Физика Колледж Термодинамика сгорание водорода теплота сгорания угля диссоциация воды удельная теплота количество угля для сжигания Новый

Для решения этой задачи нам нужно определить, сколько энергии требуется для диссоциации 1 литра воды, а затем рассчитать, какое количество угля необходимо сжечь для получения этой энергии, учитывая, что используется только 50% выделенной энергии.

Шаг 1: Определение энергии, необходимой для диссоциации воды.

Для диссоциации 1 моля воды требуется 285,5 кДж энергии. Так как 1 литр воды содержит 1000 г, а молекулярная масса воды составляет 18 г/моль, мы можем рассчитать количество молей в 1 литре воды:

• Количество молей воды в 1 литре = 1000 г / 18 г/моль ≈ 55,56 моль.

Теперь рассчитаем, сколько энергии нужно для диссоциации 1 литра воды:

• Энергия для диссоциации 1 литра воды = 55,56 моль * 285,5 кДж/моль ≈ 15833,78 кДж.

Шаг 2: Определение количества угля, необходимого для получения этой энергии.

У нас есть удельная теплота сгорания угля, которая составляет 29 МДж/кг, что равно 29000 кДж/кг. Однако, так как мы используем только 50% этой энергии, фактическая энергия, которую мы можем получить от 1 кг угля, будет:

• Энергия, используемая из 1 кг угля = 29000 кДж/кг * 0,5 = 14500 кДж/кг.

Теперь мы можем рассчитать, сколько килограммов угля нам нужно сжечь для получения 15833,78 кДж энергии:

• Количество угля = Энергия, необходимая для диссоциации воды / Энергия, используемая из 1 кг угля
• Количество угля = 15833,78 кДж / 14500 кДж/кг ≈ 1,09 кг.

Ответ: Для диссоциации 1 литра воды необходимо сжечь примерно 1,09 кг угля.