Сколько дров потребуется для растопки кирпичной русской печи, если её КПД равен 25%, масса печи составляет 1,5 тонны, а температура печи увеличивается с 20°C до 80°C?

Физика Колледж Тепловые процессы и КПД расчет дров КПД печи масса печи температура печи русская печь Новый

Чтобы рассчитать количество дров, необходимых для растопки кирпичной русской печи, нам нужно определить, сколько энергии потребуется для нагрева печи до нужной температуры, а затем учесть коэффициент полезного действия (КПД).

1. Определим массу печи:
   • Масса печи (m) = 1,5 тонны = 1500 кг.
2. Определим изменение температуры:
   • Начальная температура (T1) = 20°C.
   • Конечная температура (T2) = 80°C.
   • Изменение температуры (ΔT) = T2 - T1 = 80°C - 20°C = 60°C.
3. Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева печи:
   • Для расчета используем формулу: Q = mcΔT, где:
   • Q - количество теплоты (в Джоулях),
   • m - масса (в кг),
   • c - удельная теплоемкость кирпича (примерно 840 Дж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (в °C).

   Подставляем значения:

   Q = 1500 кг * 840 Дж/(кг·°C) * 60°C = 75 600 000 Дж.

4. Учитываем КПД печи:
   • КПД печи = 25% = 0,25.
   • Это означает, что из всей энергии, затраченной на растопку, только 25% используется для нагрева печи.

   Таким образом, необходимая энергия, которую нужно выделить из дров, будет: Q_total = Q / КПД = 75 600 000 Дж / 0,25 = 302 400 000 Дж.

5. Определим количество дров:
   • Энергия, выделяемая при сгорании дров, составляет примерно 15 000 000 Дж на 1 кг дров.
   • Теперь можем рассчитать массу дров (m_wood):

   m_wood = Q_total / (энергия на 1 кг дров) = 302 400 000 Дж / 15 000 000 Дж/кг = 20,16 кг.

Итак, для растопки кирпичной русской печи потребуется примерно 20,16 кг дров.