Какую массу керосина необходимо затратить, чтобы из льд
массой 2 кг, взятого при-10 °С, получить пар при 100 °С
Считать, что тепловые потери отсутствуют.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно осуществить переход льда в пар, пройдя через два этапа: первый - плавление льда при 0 °C, второй - нагрев воды до 100 °C и испарение ее в пар.

Для плавления льда нам потребуется теплота плавления. Теплота плавления воды равна 333,55 кДж/кг.

Q1 = m
Q1 = 2 кг 333,55 кДж/кг = 667,1 кДж

Для нагрева воды от 0°C до 100°C и испарения в пар нам потребуется теплота парообразования и теплота нагрева.

Теплота парообразования воды равна 2257 кДж/кг, а теплоемкость воды равна 4,18 кДж/(кг*°C).

Q2 = m (c ΔT + L
Q2 = 2 кг (4,18 кДж/(кг°C) * 100°C + 2257 кДж/кг) = 9018,4 кДж

Итак, общее количество теплоты, которое нам потребуется для превращения 2 кг льда при -10 °С в пар при 100 °С:

Q = Q1 + Q2 = 667,1 кДж + 9018,4 кДж = 9685,5 кДж

Керосин является хорошим источником тепла. Его теплота сгорания около 43 МДж/кг. Таким образом, для обеспечения 9685,5 кДж (9,6855 МДж) тепла нам понадобится:

m = Q / (теплота сгорания керосина) = 9685,5 кДж / 43 МДж/кг = 0,225 кг

Следовательно, нам потребуется затратить 0,225 кг керосина.