Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы 2 кг льла, вщятого при температуре -5°С, расплавить и 1 кг полученной воды обратить в пар? КПД спиртовки 40%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для ответа на этот вопрос, нам необходимо рассмотреть все три процесса, которые происходят последовательно: сжигание спирта, плавление льда и испарение воды.

Для расплавления 2 кг льда нам потребуется энергия на сумму m L + m c deltaT, где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда(334 Дж/г), c - удельная теплоемкость льда(2,1 Дж/(г°C)), deltaT - изменение температуры.
2 кг льда = 2000 г
Q1 = 2000 334 + 2000 2,1 * 5 = 668,000 + 21,000 = 689,000 Дж

Для испарения 1 кг воды нам потребуется энергия на сумму m L_v, где L_v - удельная теплота испарения воды (2260 Дж/г).
Q2 = 1000 2260 = 2,260,000 Дж

Теперь определим, сколько спирта нам необходимо сжечь, чтобы получить нужное количество энергии.
Для этого воспользуемся следующей формулой:
Q3 = Q1 + Q2
Q3 = 689,000 + 2,260,000 = 2,949,000 Дж

Теперь найдем массу сжигаемого спирта.
Пусть m_спирта - масса сжигаемого спирта. Тогда Q3 = m_спирта Q_спирта КПД
m_спирта = Q3 / (Q_спирта КПД) = 2,949,000 / (2,4500 0,4) ≈ 3,6 кг

Итак, нам необходимо сжечь около 3,6 кг спирта, чтобы расплавить 2 кг льда и обратить 1 кг воды в пар.