Пожалуйста... даю 20б.
4 литра воды при комнатной температуре (23°C) нагревают с помощью спиртовой горелки с КПД 40%. Достигнет ли вода температуры кипения, к тому времени, когда будет сожжено 100 грамм этилового спирта (удельная теплота сгорания 30МДж кг)?
Answers & Comments
Verified answer
Ответ:
Нет, не достигнет
Объяснение:
Дано
V=4л=0,004 м³
t₀=23°C
t₁=100°C
КПД=40%
m=100г=0,1кг
q=30МДж/кг=30000000Дж/кг
ρ=1000кг/м³ (плотность воды)
с=4,2 кДж/(кг*°C)= 4200 Дж/(кг*°C) (теплоемкость воды)
Решение
Найдем сколько надо затратить энергии, чтобы нагреть воду от начальной температуры t₀ до температуры кипения t₁
Q=cm₁Δt
m₁=ρV - масса воды
Δt=t₁-t₀
Q=cρV(t₁-t₀)= 4200 Дж/(кг*°C) * 1000кг/м³ * 0,004 м³ * (100°C -23°C)= 4200 Дж/(кг*°C) * 4кг * 77°C = 1293600 Дж
Теперь посмотрим сколько тепла выделится при сгорании спирта
Q₁=qm=30000000Дж/кг * 0,1кг= 3000000Дж
Учтем КПД горелки и получим, что вода получит энергии 3000000Дж *0,4=1,2000000Дж, а это меньше Q, значит вода не достигнет температуры кипения