Дано:
Масса использованного каменного угля = 14.7 кг = 14.7 кг
Начальная температура льда = 0 °C = 273 K
Температура пара = 100 °C = 373 K
КПД установки = 70%
Найти:
Массу льда, которую растопили и превратили в пар
Решение:
Сначала найдем количество теплоты, выделившееся при сжигании угля:
Q_уголь = m_угля * Q_угля,
где Q_угля - теплота сгорания угля.
Затем найдем количество теплоты, необходимое для превращения льда в пар:
Q_льда = m_льда * (L_плавления + L_испарения),
где L_плавления - удельная теплота плавления льда, L_испарения - удельная теплота испарения воды.
Исходя из КПД установки, можно записать:
Q_уголь * КПД = Q_льда
Выразим массу льда:
m_льда = (Q_уголь * КПД) / (L_плавления + L_испарения)
Подставим известные значения и рассчитаем массу льда:
m_льда = (14.7 кг * Q_угля * КПД) / (L_плавления + L_испарения)
m_льда = (14.7 кг * Q_угля * 0.7) / (334 кДж/кг + 2257 кДж/кг)
m_льда ≈ 4.18 кг
Ответ:
Было растоплено и превращено в пар приблизительно 4.18 кг льда.