На нагрівнику із ККД 45% в залізній каструлі масою 1,5 кг необхідно довести до кипіння 2 л спирту, що має температуру 25 °С. Визначте витрати природного газу на нагрівання спирту й каструлі.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Спочатку визначимо кількість теплоти, яку необхідно передати каструлі і спирту, щоб довести їх до кипіння. Для цього скористаємося рівнянням теплового балансу:

Q = mcΔt,

де Q - кількість теплоти, необхідна для нагрівання,
m - маса речовини,
c - теплоємність речовини,
Δt - зміна температури.

Спочатку визначимо кількість теплоти, яку потрібно передати каструлі:

Q1 = 1,5 кг 0,45 419 * (100-25) = 47 760 Дж.

Тепер визначимо кількість теплоти, яку потрібно передати для нагрівання спирту:

Q2 = 2 кг 2100 (100-25) = 315 000 дж.

Отже, загальна кількість теплоти, необхідна для нагрівання, буде дорівнювати:

Q = Q1 + Q2 = 362 760 Дж.

Тепер можемо визначити витрати природного газу на нагрівання. Для цього розділимо отриману кількість теплоти на калорійну вартість природного газу (взяла з інтернету, оскільки в задачі немає вказано цього значення, візьму середнє значення - 44 МДж/м³):

Q = 362 760 Дж = 0,36276 МДж.
Кількість витраченого природного газу буде дорівнювати:

V = Q / CV = 0,36276 / 44 = 0,00826 м³.

Отже, необхідно 0,00826 м³ природного газу для нагрівання каструлі і спирту до кипіння.