m₂≅ 8 г
Объяснение:
Количество тепла Q₀₁, Дж, необходимое для нагрева воды
Q₀₁=c*m₁*Δt; где
с - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг* °С)
m₁ - масса воды, кг
Δt - разность конечной и начальной температуры в процессе теплообмена, °С
количество теплоты Q₀₂, Дж, выделяющееся при сгорании спирта
Q₀₂=q*m₂;
q - удельная теплота сгорания, Дж/кг
m₂ - масса спирта, учавствующего в теплообмене, кг
тепловой баланс, с учетом КПД - η
Q₀₁=Q₀₂*η;
окончательная формула:
c*m₁*Δt*=q*m₂*η;
выразим из нее массу спирта
m₂=c*m₁*Δt*/(q*η).
переведем необходимые данные в систему СИ:
m₁=200 г = 0.2 кг;
η=21%=21/100=0.21.
Δt=73-15=58 °С
m₂=4200*0.2*58/(29*10⁶*0.21)=(4.2*10³*2*10⁻¹*5.8*10¹)/(2.9*10⁷*2.1*10⁻¹)=
=4.2*5.8*2*10⁻³/(2.9*2.1)≅10⁻³(4.2*2) ≅ 8.0 * 10⁻³ (кг) = 8 г
Q1=mc(t2-t1)=3*4200*(100-20) Дж = 1008000 Дж
чтобы испарить 1л воды, взятый при температуре кипения нужно затратить тепло
Q2=m1*L=1*2256000 Дж = 2256000 Дж
Во сколько раз израсходованное количество теплоты больше того, что необходимо
(Q2+Q1)/Q1=(2256000+ 1008000 )/ 1008000 = 3,238095 ~ 3,24 раз
НАЙТИ МАССУ НАПРАСНО ИЗРАСХОДОВАННОГО ГАЗА
m3*q=Q2
m3=Q2/q=2256000 / 50100000 кг = 0,04503 кг (метана)
использовал для рассчетов
с = 4200 Дж/(кг*К) - удельная теплоемкость воды
L = 2256000 Дж/кг- удельная теплота парообразования воды
q = 50100000 Дж/кг- удельная теплота сгорания метана