Question

Какую массу топлива (округлите ответ до сотых) потребуется сжечь , чтобы полностью превратить в пар воду массой m=11.2кг , которую взяли при начальной температуре t0=24°c , если на весь процесс идет лишь n=35% выделяемого тепла (кпд нагревателя)?

Answer 1

Коэффициент полезного действия нагревателя: 
                              $\eta= \frac{Q}{Q_H} \cdot 100 \ \%$
где  $Q \ -$ количество теплоты которое необходимо для превращения воду в пар (Дж);
                              $Q=Q_1+Q_2=c\cdot m\cdot (t-t_0)+L\cdot m$
где  $m \ -$ масса воды; $t=100 \ кC \ -$ температура кипения воды;
 $c =4200$ Дж/кг·°С $-$ удельная теплоёмкость воды;
$L=2,3\cdot 10^6$ Дж/кг $-$ удельная теплота парообразования воды; 

$Q_H \ -$ тепло получаемое от нагревателя при сгорании топлива;
                               $Q_H=q\cdot m$
где  $m \ -$ масса сгоревшего топлива (кг); 
$q= 120\cdot 10^6$ Дж/кг $-$ удельная теплота сгорания водорода; 

Возвращаемся к первой формуле (КПД), расписываем её:
                               $\eta= \frac{c\cdot m\cdot (t-t_0)+L\cdot m}{q\cdot m}$
Откуда масса сгоревшего водорода будет: 
        $m= \frac{c\cdot m \cdot (t-t_0)+L\cdot m}{q\cdot \eta}=\frac{4200\cdot 11,2\cdot (100-24)+2,3\cdot 10^6\cdot 11,2}{120\cdot 10^6\cdot 0,35}=0,6984533 \ (_K_\Gamma)$