Что такое плотность?
Плотность - это физическая величина, определяемая для однородного вещества его массой в единице объёма т.е. , где m - масса вещества (тела) (кг), V - объём вещества (тела) (кг/м³).
Масса - это соотношение между количеством вещества и малярной массой тела т.е. , где М - малярная масса вещества (в данном случае графита равна 12*10⁻³ кг/м³), V - количества вещества (моль).
Количеста вещества - это отношение числа малекул содержищихся в веществе, к числу авагадро т.е. , где N - число малекул,
Тагда формулу вычесления массы можно записать как: . Данное выражение подставляем в формулу плотности:
. Объём - в данном случае, есть площадь основания на высоту т.е.
. Заменив получим:
Из данной формулы выражаем находимое число малекул:
. В системе СИ: 10 см = 0,1 м; 4 мм² = 4*10⁻⁶ м². Подставляем численные данные и вычисляем:
m₁ = 40 кг
t₀ = 30° C
t = 1200° C - температура плавления чугуна
η = 12% = 0,12 - в процентах не вычесляется
q = 29,3·10⁶ Дж/кг - удельная теплота сгорания кокса (из справочника)
c = 540 Дж/(кг·°С) - удельная теплоёмкость чугуна (из справочника)
λ = 9,7·10⁴ Дж/кг - удельная теплота плавления (серого) чугуна (из справочника)
Найти:
m₁ = ? - необходимая масса кокса для плавления чугуна
Решение:
КПД печи это отношение:
где Q₁ - это тепло затраченное для всего процесса плавления чугуна
где Qн - тепло потраченное для нагревания чугуна от 30° С до температуры плавления;
Qп - тепло затраченное на расплавление чугуна;
Q₂ - тепло получаемое за счёт сгорания кокса;
Получаем:
Откуда искомая масса потребовавшегося кокса:
p.s в задаче не указан кокой вид чугуна (серый, белый) для примера* взял серый чугун