На нагревание воды в баке идёт 20 % энергии, выделяющейся при сгорании в печи каменного угля. Сколько каменного угля надо сжечь в печи, чтобы нагреть 200 л воды от 20 °С до 70 °С? Ответ дайте в килограммах
Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), плотность воды 1000 кг/м3, удельная теплота сгорания каменного угля 30 МДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества каменного угля, необходимого для нагревания 200 литров воды, используем следующие формулы:

Q = mcΔT - количество теплоты, необходимое для нагревания вод
Q = Eη - количество теплоты, выделяющееся при сгорании угл
m = Q/(cΔT) - масса угля, которую надо сжечь

Где
m - масса угл
c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)
ΔT - изменение температуры (70 °C - 20 °C = 50 °C
η - КПД перевода энергии в тепло = 20% = 0.
E - удельная теплота сгорания угля (30 МДж/кг = 30 000 000 Дж/кг)

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания 200 л воды:

V = 200 л = 0.2 м
m = Vρ = 0.2 м³ 1000 кг/м³ = 200 к
Q = mcΔT = 200 кг 4200 Дж/(кг·°C) * 50 °C = 42 000 000 Дж

Теперь найдем количество угля, которое нужно сжечь:

Q = E
42 000 000 Дж = m 30 000 000 Дж/kg 0.
m = 42 000 000 Дж / (30 000 000 Дж/kg * 0.2) = 0.7 кг

Ответ: для нагревания 200 литров воды от 20 °C до 70 °C необходимо сжечь 0.7 кг каменного угля.