4. Сколько кокса потребуется для расплавления 4 m серного чугуна, взятого при температуре 30 градусов Цельсия, если КПД вагранки 12%? 5. Какое количество теплоты необходимо для плавления куска олова массой 10г, взятого при температуре 32 градуса Цельсия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расплавления 4 м^3 серного чугуна потребуется определить количество теплоты, необходимое для нагрева его до температуры плавления и для самого процесса плавления.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева серного чугуна до температуры плавления. Удельная теплоемкость серного чугуна составляет около 0,51 кДж/(кг*°C). Плотность серного чугуна примерно равна 7 г/см^3.

Для нагревания серного чугуна с 30 градусов до температуры плавления (115 градусов) потребуется
Q1 = m c ΔT
где m - масса серного чугуна, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

m = 7000 кг/м^3 * 4 м^3 = 28000 кг

Q1 = 28000 0,51 (115 - 30) = 28000 0,51 85 = 1192800 кДж

Далее найдем количество теплоты, необходимое для процесса плавления. Удельная теплота плавления серного чугуна около 182 кДж/кг.

Q2 = m * L
где L - удельная теплота плавления.

Q2 = 28000 * 182 = 5096000 кДж

Общее количество теплоты, необходимое для расплавления 4 м^3 серного чугуна
Q = Q1 + Q2 = 1192800 + 5096000 = 6288800 кДж

Для определения необходимого количества кокса для этого процесса, необходимо учесть КПД вагранки. КПД вагранки равен 12%, следовательно, количество кокса будет
Кокс = Q / КПД = 6288800 / 0,12 ≈ 52406667 кДж

Для плавления куска олова массой 10 г, сначала надо найти количество теплоты, необходимое для его нагрева до точки плавления (231,9 градусов Цельсия), а затем для процесса плавления.

Удельная теплоемкость олова составляет около 0.225 кДж/(кг*°C), а удельная теплота плавления около 13,1 кДж/кг.

Q1 = m c ΔT
где m - масса олова, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Q1 = 10 0,225 (231,9 - 32) = 10 0,225 199,9 = 449,55 кДж

Q2 = m * L
где L - удельная теплота плавления.

Q2 = 10 * 13,1 = 131 кДж

Общее количество теплоты, необходимое для плавления куска олова массой 10 г
Q = Q1 + Q2 = 449,55 + 131 = 580,55 кДж.