η = 37%
t_воды = 21°C
m_снега = 87 кг
t_снега = -8°C
λ_снега = 330000 Дж/кг
с_снега= 2100 Дж/(кг⋅°С)
c_воды = 4200 Дж/(кг⋅°С)
q_дров = 10⋅10⁶ Дж/кг
Решениеη = (A_полезное / A_затраченное) ⋅ 100%
A_полезное = Q₁ + Q₂ + Q₃
Q₁ = с_снега ⋅ m_снега · (t_плавления - t_снега)
Q₂ = λ_снега · m_снега
Q₃ = c_воды · m_снега · (t_воды - t_плавления)
A_полезное =
с_снега ⋅ m_снега · (t_плавления - t_снега) + λ_снега · m_снега + c_воды · m_снега · (t_воды - t_плавления) = (выносим m_снега)
m_снега · (с_снега · (t_плавления - t_снега) + λ_снега + c_воды · (t_воды - t_плавления)) = 87 · (2100 · (0 - ( - 8)) + 330000 + 4200 · (21 - 0)) = 37845000 Дж
A_затраченное = Q_дров = q_дров · m_дров
η = (37845000 / q_дров · m_дров) · 100% ⇒
⇒ m_дров = (37845000 · 100%) / (10⋅10⁶ · 37%) = 10.2 кг
ответ10.2 кг
m(воды) = 10кг
t(начяльная) = -20
λ(льда)=332 кДж/кг =3 32000 Дж/кг
c(льда)=2100 Дж
t(плавления льда)=0°С
t(кипения воды)=100°С
c(воды)=4200 Дж
r(воды)=2,3 МДж/кг=2,3*10⁶ Дж/ кг
q(антрацита)=26800-31400 кДж/кг (я возьму 30000кДж/кг так как это удобней)
⇒q(антрацита)=30000 кДж/кг = 30000000 Дж/кг = 30*10⁶ Дж/кг
КПД = 40 % = 0,4
m(антрацита)-?
РешениеКПД *Q₁=Q₂+Q₃+Q₄+Q₅
Q₁=m*q=m(антрацита)*q(антрацита)
Q₂=cmΔt=c(льда)*m(воды)*(t(плавления льда)-t(начяльная) )
Q₃=cmΔt=λ(льда)*m(воды)
Q₄=cmΔt=c(воды)*m(воды) *(t(кипения воды)-t(плавления льда))
Q₅=r*m=r(воды)*m(воды)
⇒KПД *m(антрацита)*q(антрацита)=c(льда)*m(воды)*(t(плавления льда)-t(начяльная) )+λ(льда)*m(воды) +c(воды)*m(воды) *(t(кипения воды)-t(плавления льда))+r(воды)*m(воды)
⇒m(антрацита)=c(льда)*m(воды)*(t(плавления льда)-t(начяльная) )+λ(льда)*m(воды) +c(воды)*m(воды) *(t(кипения воды)-t(плавления льда))+r(воды)*m(воды) /KПД *q(антрацита)
⇒m(антрацита)=2100*10*(0-(-20))+332000*10+4200*10*(100-0)+2.3*10⁶*10/0.4*30*10⁶
m(антрацита)=2100*10*20+332000*10+4200*10*100+2.3*10⁶*10/0.4*30*10⁶
m(антрацита)=420000+3320000+42000000+2.3*10⁷/12*10⁶
m(антрацита)=45740000+2.3*10⁷/12*10⁶
m(антрацита)=68740000/12*10⁶
m(антрацита)=68.74/12
m(антрацита)=5.728 кг
ответm(антрацита)=5.728 кг
