Question

по физикеее УМОЛЯ 1) Сосуд содержит смесь воды и льда при температуре 0 °С. Масса воды равна 0,8 кг, масса льда равна 100 г. После введения водяного пара при температуре 100 °С установилась температура, равная 30 °С. Найдите массу пара. Потерями тепла пренебречь.

2) Полезная мощность дизельного двигателя 500 л.с., КПД 35%. Сколько тонн топлива необходимо такому двигателю на 10 дней бепрерывной работы? Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.

Answer 1

1)

Дано:

T = 0 °С

m₁ = 0,8 кг

m₂ = 100 г = 0,1 кг

Tk = 100 °С

T' = 30 °С

с = 4200 Дж/(кг* °С)

λ = 330*10³ Дж/кг

L = 2260*10³ Дж/кг

m₃ - ?

Пар ввели. Он начнёт выделять тепло - сначала конденсироваться (Qк), затем остывать (Qо). Эта теплота пойдёт на нагрев воды (Qн), плавление льда (Qп) и его последующий нагрев (Qн(льда)). В итоге в сосуде будет вода температурой Т'. Составим уравнение теплового баланса:

Qк + Qо = Qн + Qп + Qн(льда)

Qк = Lm₃

Qо = сm₃|T' - Tk| = cm₃(Tk - T')

Qн = cm₁(T' - T)

Qп = λm₂

Qн(льда) = cm₂(T' - T)

Подставляем правые части в уравнение баланса и выражаем m₃:

Lm₃ + cm₃(Tk - T') = cm₁(T' - T) + λm₂ + cm₂(T' - T)

m₃*(L + c*(Tk - T')) = c(T' - T)*(m₁ + m₂) + λm₂

m₃ = [c(T' - T)*(m₁ + m₂) + λm₂] / [L + c*(Tk - T')] = [4200*(30 - 0)*(0,8 + 0,1) + 330*10³*0,1] / [2260*10³ + 4200*(100 - 30)] = 0,05732... = 0,057 кг = 57 г

ответ: 57 г.

2)

Дано:

P = 500 л.с.

1 л.с. = 735 Вт

η = 35%

t = 10 дн. = (60*60) * 24 * 10 = 864000 с

q = 42 МДж/кг = 42*10⁶ Дж/кг

m - ?

Составим уравнение КПД двигателя:

η = (Aп/Аз)*100

Ап = P*t

Аз = Qз = qm =>

=> η = (Aп/Qз)*100 = (P*t)*100 / (qm) = [(P*t)*100 / q] / m =>

=> m = [(P*t)*100 / q] / η = (P*t)*100 / (qη)

Решаем. Мощность при расчётах переводим в ватты.

m = (P*t)*100 / (qη) = (500*735*864000*100) / (42*10⁶*35) = 21600 кг = 21,6 т

ответ: 21,6 т.