Дано:
Розв'язання:
s1 = 1 м2
t1 = 1 с
E1 = 650 Дж
t = 1 год = 3600 с
s = 100 м2
g = 10 МДж/кг = 107 Дж/кг
Енергія, що потрапляє на дах будівлі, буде дорівнювати E = E1N, де N — коефіцієнт пропорційності, який показує, у скільки разів площа даху та витрачений час більші за площу s1 та час t1;
N = s · t .
s1 · t1
Тоді E = E1 · s · t ;
s1 · t1
[E] = Дж · м2 · с = Дж;
м2 · с
E = 650 · 3600 · 100 = 234 · 106 (Дж);
1 · 1
E — ?
m — ?
Масу дров знайдемо, користуючись формулою для кількості теплоти, що виділяється при повному згорянні дров.
Q = mq, якщо Q = E, тоді:
m = E ;
q
[m] = Дж · кг = кг;
Дж
m = 234 · 106 = 23,4 (кг).
107
Відповідь: E = 234 МДж; m = 23,4 кг.
Q1 = c·m1·(t2 - t1) = 4200·m1·(60-10) = (210 000 ·m1 )Дж = (0,210·m1) МДж (здесь 4200 Дж/(кг·°С) - удельная теплоемкость воды.
Количество теплоты при сгорании каменного угля:
Q2 = q·m2 = 30·10⁶ ·40 = 1200 MДж
КПД = Q1·100% / Q2
КПД = 0,210·m1*100 / 1200
Отсюда:
40=0,210·m1*100 / 1200
m1 ≈ 2 900 кг или 2,9 тонн
Задача 2
При сгорании березовых дров выделилось
Q1 = 0,600 · 8,3·10⁶ = 4,98 МДж
На нагревание воды пошло
Q2 = 0,25·4,98 ≈ 1,25 МДж
Количество теплоты на нагревание воды:
Q3 = 4200·m3·(100-10) ≈ 0,38·m3 Мдж
Но Q2=Q3. тогда:
m3 = 1,25 / 0,38 ≈ 3,3 кг воды