На печь поставили кастрюлю с 3 л воды при 100С. Сколько каменного угля надо сжечь, чтобы испарить всю воду? КПД печи 45%.
от

1 Ответ

Дано:  
- объем воды V = 3 л = 0,003 м³.  
- начальная температура воды T_нач = 100 °C.  
- температура кипения воды T_кип = 100 °C (вода уже при этой температуре).  
- удельная теплота парообразования воды L = 2260 кДж/кг = 2,26 * 10^6 Дж/кг.  
- КПД печи η = 0,45.  
- плотность воды ρ = 1000 кг/м³.

Найти:  
Массу угля m_уголь, необходимую для испарения всей воды.

Решение:

1. Вычислим массу воды:

m_вода = V * ρ = 0,003 м³ * 1000 кг/м³ = 3 кг.

2. Найдем количество тепла Q, необходимого для испарения всей воды:

Q = m_вода * L = 3 кг * 2,26 * 10^6 Дж/кг = 6780000 Дж.

3. Учитывая КПД печи, определим количество тепла Q_получаемое от сжигания угля:

Q_получаемое = Q / η = 6780000 Дж / 0,45 ≈ 15000000 Дж.

4. Определим теплоту, выделяемую при сжигании каменного угля. Средняя теплота сгорания каменного угля составляет примерно 30 МДж/кг = 30 * 10^6 Дж/кг.

5. Теперь найдем массу угля, необходимую для получения этого количества тепла:

m_уголь = Q_получаемое / Q_уголь = 15000000 Дж / (30 * 10^6 Дж/кг) = 0,5 кг.

Ответ:  
Необходимо сжечь 0,5 кг каменного угля, чтобы испарить всю воду.
от