Чтобы рассчитать, сколько керосина нужно сжечь для нагрева 50 литров воды от 20°C до кипения (100°C), сначала нужно определить, сколько энергии потребуется для нагрева воды.
Рассчитаем количество энергии, необходимой для нагрева воды.
Формула для расчета энергии: [ Q = mc\Delta T ]
где:
( Q ) — количество тепла (энергия) в джоулях (Дж),( m ) — масса воды (в килограммах),( c ) — удельная теплоемкость воды (приблизительно ( 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} )),( \Delta T ) — изменение температуры (в градусах Цельсия).
Для 50 литров воды:
Масса воды ( m = 50 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 50 \, \text{кг} ).Изменение температуры ( \Delta T = 100 \, °C - 20 \, °C = 80 \, °C ).
Теперь можем подставлять значения в формулу: [ Q = 50 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 80 \, °C ] [ Q = 50 \times 4.18 \times 80 = 16720 \, \text{кДж} ]
Учитываем КПД нагревателя.
Так как КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя составляет 35% (или 0.35), фактическое количество тепла, которое нужно получить от сжигания керосина: [ Q{\text{пол}} = \frac{Q}{\text{КПД}} ] [ Q{\text{пол}} = \frac{16720 \, \text{кДж}}{0.35} \approx 47771.43 \, \text{кДж} ]
Теперь определим, сколько керосина нужно сжечь.
Энергия, выделяемая при сжигании керосина, составляет примерно 42-47 МДж/кг (в зависимости от состава). Возьмем среднее значение примерно 45 МДж/кг или 45000 кДж/кг.
Чтобы рассчитать, сколько керосина нужно сжечь для нагрева 50 литров воды от 20°C до кипения (100°C), сначала нужно определить, сколько энергии потребуется для нагрева воды.
Рассчитаем количество энергии, необходимой для нагрева воды.Формула для расчета энергии:
[ Q = mc\Delta T ]
где:
( Q ) — количество тепла (энергия) в джоулях (Дж),( m ) — масса воды (в килограммах),( c ) — удельная теплоемкость воды (приблизительно ( 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} )),( \Delta T ) — изменение температуры (в градусах Цельсия).Для 50 литров воды:
Масса воды ( m = 50 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 50 \, \text{кг} ).Изменение температуры ( \Delta T = 100 \, °C - 20 \, °C = 80 \, °C ).Теперь можем подставлять значения в формулу:
Учитываем КПД нагревателя.[ Q = 50 \, \text{кг} \times 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \times 80 \, °C ]
[ Q = 50 \times 4.18 \times 80 = 16720 \, \text{кДж} ]
Так как КПД (коэффициент полезного действия) нагревателя составляет 35% (или 0.35), фактическое количество тепла, которое нужно получить от сжигания керосина:
Теперь определим, сколько керосина нужно сжечь.[ Q{\text{пол}} = \frac{Q}{\text{КПД}} ]
[ Q{\text{пол}} = \frac{16720 \, \text{кДж}}{0.35} \approx 47771.43 \, \text{кДж} ]
Энергия, выделяемая при сжигании керосина, составляет примерно 42-47 МДж/кг (в зависимости от состава). Возьмем среднее значение примерно 45 МДж/кг или 45000 кДж/кг.
Теперь можем рассчитать необходимое количество керосина:
[ m{\text{керосин}} = \frac{Q{\text{пол}}}{\text{энергия сжигания керосина}} ]
[ m_{\text{керосин}} = \frac{47771.43 \, \text{кДж}}{45000 \, \text{кДж/кг}} \approx 1.06 \, \text{кг} ]
Таким образом, для нагрева 50 литров воды от 20°C до кипения потребуется сжечь примерно 1.06 кг керосина.