То = 14 С
Объяснение:
Дано
m1=800г =0.8кг
V2 =5 л < в этом объеме m2=5 кг
m=80 г = 0.080 кг - газ
ККД = 52% = 0.52
q=4.4*10^7 Дж/кг
C1=400 Дж/кг*К -медь
С2=4200 Дж/кг*К - вода
T=100 C
Знайти :
To - ?
Розв'язок :
Количество тепла при сгорании газа
Q =qm
с учетом потерь тепла - полезное тепло
Q1 = Q*ККД =qm*ККД (1)
нагревается вода и кастрюля до кипения
Q1 = ( C1m1+C2m2 ) (T-To) (2)
приравняем (1) (2)
qm*ККД = ( C1m1+C2m2 ) (T-To)
(T-To) = qm*ККД / ( C1m1+C2m2 )
To =T - qm*ККД / ( C1m1+C2m2 )
To = 100 - 4.4*10^7*0.08*0.52 / ( 400*0.8+4200*5 ) = 14.14 = 14 град
Весь процесс превращения воды в пар, описанный в данной задаче можно разбить на две части:
1) Нагревание воды от 20°С до температуры кипения 100°С
Количество теплоты для этого процесса рассчитывается как количество теплоты при теплопередаче: Q1=cm(t2-t1), где Q1 - количество теплоты, которое надо затратить на нагревание воды от 20 до 100°С; с- удельная теплоемкость воды (табличная величина равная 4200 Дж/кг °С); m - масса воды.
2) Процесс кипения (превращения воды в пар при постоянной температуре) Q2=rm где Q2-количество теплоты, необходимое для полного превращения в пар некоторой массы воды при температуре кипения; r - удельная теплота парообразования воды (табличная величина равная 22,6 · 10³ Дж/кг)
Общее количество теплоты Q=Q1+Q2 = cm(t2-t1)+rm
Q = m(c(t2-t1)+r)
Q= 0,5 кг · (4200 Дж/кг °С · (100°С - 20°С)+22,6 ·10³ Дж/кг) =179300 (Дж)=
179,3 кДж
T₂ = - 10 °C = 263 K
T₁ = + 17 °C = 290 K
k - ? (КПД или показатель эффективности)
Q₁ -? - за 1 с
Q₂ - ? - за 1 с
k = T₂ / (T₁ - T₂) = 263 K / (290 K - 263 K) ≈ 9,74
k = Q₂ / P => Q₂ = k * P = 9,74 * 36,8 кВт ≈ 358 кВт
Q₁ = Q₂ + P = 358 кВт + 36,8 кВт = 394,8кВт