В радиатор водяного отопления в комнату Деда Мороза поступило 100 кг воды при температуре 80 0С. А обратная подача воды была при температуре 60 0С. Сколько теплоты отняла комната Деда Мороза?
Дано:
mгр = 100 кг
с =4200 Дж/кг 0С
t1 = 80 0С
t2 = 60 0С
Q = ?
При остывании воды освобождается энергия
Q = mc(t1 - t2)
Q = mc(t1 - t2) = 100 кг*4200 Дж/кг 0С (80 0С - 60 0С) = 8400000 Дж = 8400 кДж
ответ: Q = 8400 кДж
2.Какое количество теплоты пошло на приготовление на Северном Полюсе питьевой воды изо льда для Деда Мороза,массой 10 кг, взятого при температуре (-20 °С), если температура должна быть равной 15 °С? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж / (кг · °С), температура его плавления 0 °С, удельная теплота плавления 340 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж / (кг · °С).
Дано:
mгр = 10 кг
св =4200 Дж/кг 0С
с л= 2100 Дж/кг 0С
t1 = -20 0С
t2 = 0 0С
t3 = 15 0С
λ = 340 кДж/кг = 340000 Дж/кг
Q = ?
Сначала нужно нагреть лед до температуры плавления
Q1 = сm(t2 -t1) = 2100 Дж/(°С*кг)*10 кг*(0 + 20) = 420000Дж
Лед прежде всего должен расплавиться:
Q1 = λm
Q 1= λm = 340000 Дж/кг*10 кг = 3400000 Дж
Для нагревания воды, полученной изо льда, необходимо:
Q2 = сm(t3 - t2) = 4200 Дж/(°С*кг)*10 кг*(15 °С - 0 °С) = 630000 Дж
Общее количество теплоты:
Q = Q 1 + Q2 +Q3 = 420000Дж + 3400000Дж + 630000Дж = 4450000 Дж = 4450 кДж
ответ: Q = 4450 кДж
80г
Объяснение:
Дано
mк = 400 г = 0,4 кг
mc = 2 кг
t1 = -30 оС
t2 = 0 оС
t3 = 100 oC
c міді = 400 Дж\кг*С
с води = 4200 Дж\кг*С
с льоду = 2100 Дж\кг*С
λ = 334 000 Дж\кг
q = 43 000 000 Дж\кг
ККД = 50%
mг = ?
Запишемо рівняння теплового балансу
Qотр. = Q відд.
Qотр. = Qк + Qс
Qк = см*mк * (t3-t1) - к-ть теплоти затраченої на нагрівання каструлі
Qс = Qнс + Qплс + Qвс
Qнс = сл*mс*(t2-t1) - к-ть теплоти затраченої на нагрівання снігу до тепмператури плавлення
Qплс = λ*mс - к-ть теплоти затраченої на плавлення снігу
Qвс = св*mс*(t3-t2) - к-ть теплоти затраченої на нагрівання води із розплавленного снігу
ОтжеQотр = см*mк * (t3-t1) + сл*mс*(t2-t1) + λ*mс + св*mс*(t3-t2)
Qотр = 400Дж\кг*С * 0,4кг * (100oC - (-30 оС)) + 2100Дж\кг *С * 2кг * (0оС-(-30оС) + 334 000Дж\кг * 2кг + 4200Дж\кг*С * 2кг * (100oC - 0оС)
Qотр = 1 654 800Дж
Оскільки половина кількості теплоти, що виділяється під час згоряння гасу, передається навколишньому середовищу, то необхідно отримати у 2 рази більше енергії від згоряння пального.
Qвідд = Qотр*2 = 1 654 800Дж * 2 = 3 309 600Дж
Qвідд = q*mг - к-ть теплоти отриманої від згоряння гасу
mг = Qвідд \ q
mг = 3 309 600Дж \ 43 000 000Дж\кг ≈ 0,08кг = 80г