Question

при сжигании сырых дров содержащаяся в них влага нагревается и превращается в пар. На сколько меньше тепла отдадут при сгорании сырые дрова массой 10 кг, если половину их массы составляет вода? начальная температура воды, содержащейся в дровах 0 C

Answer 1

Для решения данной задачи нам потребуется знание о теплоте сгорания и теплоте парообразования воды, а также формула для вычисления теплоты.

Теплота сгорания - это количество теплоты, выделяющееся или поглощаемое в результате сгорания определенного вещества. Для древесины она обычно составляет около 16-19 МДж/кг.

Теплота парообразования воды - это количество теплоты, необходимое для превращения одного килограмма воды в пар при постоянной температуре. Это значение составляет около 2,26 МДж/кг.

А теплота, которую отдают сгорающие дрова, можно вычислить с помощью следующей формулы:

Q = m * c * ΔT,

где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Зная, что половина массы дров составляет вода, мы можем вычислить массу этой воды:

масса_воды = масса_древесины / 2 = 10 кг / 2 = 5 кг.

Теперь мы можем вычислить количество теплоты, которая отдастся при сгорании только влаги в дровах:

Q_влаги = масса_воды * теплота_парообразования_воды = 5 кг * 2,26 МДж/кг = 11,3 МДж.

Затем нужно вычислить количество теплоты, которое отдастся при сгорании сухой части дров:

Q_сухой_части = масса_сухой_части * теплота_сгорания_древесины,

где масса_сухой_части - масса древесины без учета воды.

Так как половина массы дров составляет вода, то масса сухой части будет равняться:

масса_сухой_части = масса_древесины - масса_воды = 10 кг - 5 кг = 5 кг.

Теперь можем вычислить количество теплоты, которое отдастся при сгорании сухой части дров:

Q_сухой_части = масса_сухой_части * теплота_сгорания_древесины = 5 кг * 16 МДж/кг = 80 МДж.

Теперь найдем общее количество теплоты, которое отдастся при сгорании сырых дров:

Q_сырых_дров = Q_влаги + Q_сухой_части = 11,3 МДж + 80 МДж = 91,3 МДж.

Наконец, вычислим количество теплоты, которое отдали бы сухие дрова:

Q_сухих_дров = масса_древесины * теплота_сгорания_древесины = 10 кг * 16 МДж/кг = 160 МДж.

Теперь можно найти разницу между количеством теплоты, которое отдали бы сухие дрова, и количеством теплоты, которое отдают сырые дрова:

ΔQ = Q_сухих_дров - Q_сырых_дров = 160 МДж - 91,3 МДж = 68,7 МДж.

Таким образом, при сгорании сырых дров массой 10 кг, если половину их массы составляет вода, будет отдано на 68,7 МДж тепла меньше, чем при сгорании сухих дров.