Дано:
объем воды V = 100 л = 0,1 м³.
температура начальной воды T1 = 10 °C.
масса древесного угля m_угля = 0,5 кг.
Найти:
максимальную температуру нагрева воды T2.
Решение:
Для расчета используем количество теплоты, выделяемое при сжигании древесного угля. Удельная теплота сгорания угля Q = 29 000 кДж/кг (приблизительно). Общая теплота, выделяющаяся при сгорании:
Q = m_угля * Q_удельное,
где Q_удельное = 29 000 кДж/кг.
Подставим значения:
Q = 0,5 * 29000 = 14500 кДж = 14,5 * 10^6 Дж.
Теперь найдем, сколько теплоты нужно для нагрева воды с T1 до T2:
Q_вода = m_вода * c * (T2 - T1),
где c — удельная теплоемкость воды ≈ 4,186 кДж/(кг·°C) = 4186 Дж/(кг·°C).
Масса воды m_вода:
m_вода = ρ * V = 1000 * 0,1 = 100 кг.
Подставим выражения в уравнение:
14,5 * 10^6 = 100 * 4186 * (T2 - 10).
Упрощаем:
14,5 * 10^6 = 418600 * (T2 - 10).
Найдем T2:
T2 - 10 = 14,5 * 10^6 / 418600,
T2 - 10 ≈ 34,6.
Найдем окончательную температуру:
T2 ≈ 34,6 + 10 ≈ 44,6 °C.
Ответ:
Максимальная температура, до которой можно нагреть 100 л воды, составляет примерно 44,6 °C.