Какой объем природного газа сгорает в газовой горелке кухонной плиты при нагревании воды объемом 10 л от температуры 20 до температуры 100 если на нагревание воды идет 60 % выделяющейся при сгорании энергии?
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ (термодинамические параметры) - физ. величины, характеризующие равновесное состояние термодинамич. системы: темп-pa, объём, плотность, давление, намагниченность, электрич. поляризацияи др. Различают экстенсивные П. с., пропорциональные объёму (или массе) системы (внутренняя энергия U, энтропия S, энтальпия Н, Гельмголъца энергия, или свободная энергия F, Гиббса энергия G ),и интенсивные П. с., не зависящие от массы системы (темп-pa Т, давление Р, концептрация с, хим. потенциал). В состоянии термодинамич. равновесия П. с. не зависят от времени и пространств. координат. В неравновесном (квазиравновесном) состоянии П. с. могут зависеть от координат и времени. Термодииамич. состояние определяется заданием совокупности независимых П. с. Однако не все П. с. являются независимыми. Уравнение состояния выражает зависимые П. с. через независимые; напр., давление является ф-цией темп-ры и объёма Р = P(V, Т). Объём является внешним П. с., т. к. определяется положением внеш. тел (стенки сосуда, положение поршня). Темп-pa зависит только от внутр. состояния системы и наз. внутренним П. с. В общем случае Р = Р(а1, ..., ап, Т), где аi - внеш. П. с.
Дано
V1=10л=10*10^-3 м3
t1=20C
t2=100C
КПД=60%(0.6)
p1=1000кг/м3 плотность воды
с=4200 Дж/кг*К удельная теплоемкость воды
q= 33500 кДж/кг=33.5*10^6 Дж/кг удельная теплота сгорания природного газа
p= 0.73 кг/м3 плотность природного газа
V -?
РЕШЕНИЕ
количество тепла при сгорании газа
Q=qm=qVp
полезная энергия
Q1=Q*КПД=qVp*КПД (1)
количество тепла на нагревание воды
Q1=cm(t2-t1)=cV1p1(t2-t1) (2)
приравняем (1) и (2)
qVp*КПД = cV1p1(t2-t1)
V= cV1p1(t2-t1) / (qp*КПД ) =4200*10*10^-3*1000(100-20) / (33.5*10^6*0.73*0.6)=0.229л=0.23л
ответ 0.23л
источник