я считаю так
Объяснение:
V = 3 литра = 0,003 м^3 - объем воды, которую необходимо испарить;
ro = 1000 кг/м^3 - плотность воды;
T = 100 градусов Цельсия;
n = 45 процентов = 0,45 - кпд печи;
q = 2,258 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды;
q1 = 29,3 * 10^6 Дж/кг - удельная теплота сгорания каменного угля.
Требуется найти m (килограмм) - массу каменного угля, необходимого для испарения воды.
Найдем количество теплоты, которое необходимо затратить для испарения воды:
Q = q * m = q * ro * V = 2,258 * 10^6 * 0,003 * 1000 = 6,8 * 10^6 Джоулей.
Так как КПД печи равен 0,45, это значит, что только 45% энергии, полученной в этой печи, пойдет на испарение воды. Тогда вся энергия должна быть:
Q1 = Q / n = 6,8 * 10^6 / 0,45 = 15,1 * 10^6 Джоулей.
Тогда масса угля будет равна:
m = Q1 / q1 = 15,1 * 10^6 / 29,3 * 10^6 = 0,5 килограмм.
ответ: масса угля равна 0,5 килограмм.
Скрытая теплота парообразования
Когда вещество изменяет состояние с жидкого на парообразное, его молекулы приобретают достаточно энергии для преодоления всех сил, включая силу притяжения. Энергия, потребляемая насыщенной жидкостью, увеличивает внутреннюю потенциальную энергию вещества, что увеличивает разделение молекул жидкости. Количество энергии, требуемой для данной внутренней работы по преодолению ограничивающих сил, очень велико. По этой причине вещества поглощать энергию при изменении состояния с жидкого до парообразного, огромна. Она во много раз больше, чем вещества поглощать энергию при переходе от твердой фазы к жидкой.
Так как внутренняя кинетическая энергия при изменении состояния не возрастает, температура жидкости остается постоянной. Количество энергии, которую одна единицы жидкости поглощает при переходе от жидкого состояния к парообразному или отдает при переходе от парообразного состояния к жидкому, называется скрытой теплотой парообразования. Скрытая теплота парообразования различна для разных жидкостей. Как и в случае с температурой насыщения, определенная скрытая теплота парообразования значительно изменяется при изменении давления. Обычно, когда давление в окружающей среде увеличивается, температура насыщения жидкости также увеличивается, а ее скрытая теплота парообразования уменьшается.