Количество теплоты Q, переданное телу массой m для повышения его температуры на ΔТ градусов: Q=cmΔT, где с - удельная теплоемкость. Теплоемкость воды с1 = 4,187 кДж/(кг*К) Теплоемкость стали с2 = 0,462 кДж/(кг*К) Массу 40 литров воды примем за 40 кг Масса бака (стали) 500 г = 0,5 кг ΔТ одинакова для воды и стали: ΔТ = 70 - 20 = 50 К Q1 для подогрева воды: Q1=c1mΔT = 4,187 кДж/(кг*К) * 40 кг. * 50 К = = 8 374 кДж Q2 для подогрева стали: Q2 = c2mΔT = 0,462 кДж/(кг*К) * 0,5 кг * 50 К = = 11,55 кДж Всего же потребовалось теплоты Q1 + Q2 = 8 374 + 11,55 = 8 385,55 кДж ≈ 8,4*10³ Дж ответ: 8,4*10³ Дж
Фактически нужно составить уравнение теплового баланса. Тепло поступившее в избу за час Q₁, должно равняться количеству теплоты ушедшему в окружающую среду Q₂. Поступающее количество теплоты {1} Где m -- интересующая нас, масса дров [кг]; q -- удельная теплота сгорания дров [Дж/кг]; η -- кпд печи 0,6
Теплота ,ушедшая в окружающий воздух за время t. {2} Где S -- площадь через которую уходит тепло [м²] σ -- Удельные теплопотери (количество тепла, ушедшее через единицу площади при единичной разности температур за 1с) T₂ -- Температура в избе T₁ -- Температура окружающей среды t -- Время в секундах 1ч = 3600 с. Итого, приравниваем выражения Q₁ и Q₂ из {1} и {2} . Выражаем m {3} И подставляем в {3} числовые значения величин кг
{1}
{2}
{3}
кг
Теплоемкость воды с1 = 4,187 кДж/(кг*К)
Теплоемкость стали с2 = 0,462 кДж/(кг*К)
Массу 40 литров воды примем за 40 кг
Масса бака (стали) 500 г = 0,5 кг
ΔТ одинакова для воды и стали: ΔТ = 70 - 20 = 50 К
Q1 для подогрева воды: Q1=c1mΔT = 4,187 кДж/(кг*К) * 40 кг. * 50 К =
= 8 374 кДж
Q2 для подогрева стали: Q2 = c2mΔT = 0,462 кДж/(кг*К) * 0,5 кг * 50 К =
= 11,55 кДж
Всего же потребовалось теплоты Q1 + Q2 = 8 374 + 11,55 = 8 385,55 кДж ≈ 8,4*10³ Дж
ответ: 8,4*10³ Дж