Сколько дров надо сжечь в печке с КПД 40 %,чтобы получить из 200 снега, взятого при 10 градусах, воду при 20 градусах?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества дров, которые надо сжечь, чтобы получить воду из снега, нужно знать удельную теплоемкость снега и воды.

Удельная теплоемкость снега (с) = 2.1 кДж/кг∙°С
Удельная теплоемкость воды (с) = 4.18 кДж/кг∙°С

Для перевода тепла от древесины к воде используем формулу:

Q1 = Q2
m1∙с1∙(t2-t1) = m2∙с2∙(t2-t1)

где:
m1 - масса снега в килограммах
с1 - удельная теплоемкость снега
t1 - температура снега
m2 - масса воды в килограммах
с2 - удельная теплоемкость воды
t2 - температура воды

Подставляем известные значения:

m1∙2.1∙(0-(-10)) = m2∙4.18∙(20-0)

20∙2.1∙10 = m2∙4.18∙20
m2 = 42/4.18
m2 = 10 кг

Теперь рассчитаем количество тепла, которое надо передать воде из снега:

Q = m2∙с2∙(t2-t1)
Q = 10∙4.18∙(20-0)
Q = 836 кДж

Теперь рассчитаем общее количество тепла, которое надо получить от сгорания древесины:

Qдрова = Q / КПД
Qдрова = 836 / 0.4
Qдрова = 2090 кДж

Теплоотдача при сгорании древесины равна 16 кДж/г (по данным).

Масса древесины, достаточная для передачи тепла воде, равна:

mдрова = Qдрова / Теплоотдача
mдрова = 2090 / 16
mдрова ≈ 130 г

Итак, для получения из 200 г снега воду при 20 градусах, необходимо сжечь примерно 130 г дров.