Каков КПД при нагревании 60 кг стали до 1400 °C при использовании 4.6 кг специального топлива? Удельная теплоемкость

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для вычисления КПД (кПреде) или Коэффициента полезного действия при нагревании:

\[КПД = \frac{Выделенная\,теплота}{Потраченная\,энергия}\]

Первым шагом будем вычислять потраченную энергию. Для этого мы можем использовать формулу:

\[Энергия = масса \times удельная\,теплоемкость \times изменение\,температуры\]

В данном случае нам дана масса стали (60 кг) и удельная теплоемкость стали (460 Дж/кг*°C). Мы также знаем изменение температуры, которое равно разнице между начальной и конечной температурой. В данной задаче начальная температура не указана, поэтому мы можем считать, что она равна комнатной температуре (например, 20 °C). Теперь мы можем вычислить потраченную энергию:

\[Потраченная\,энергия = 60\,кг \times 460\,Дж/кг*°C \times (1400\,°C - 20\,°C)\]

\[Потраченная\,энергия = 60\,кг \times 460\,Дж/кг*°C \times 1380\,°C\]

Теперь нам нужно вычислить выделенную теплоту при сгорании топлива. Дано значение удельной теплоты сгорания топлива (30 МДж/кг) и масса топлива (4.6 кг). Мы можем использовать формулу:

\[Выделенная\,теплота = масса\,топлива \times удельная\,теплота\,сгорания\]

\[Выделенная\,теплота = 4.6\,кг \times 30\,МДж/кг\]

Для вычисления КПД нам осталось только подставить полученные значения в формулу:

\[КПД = \frac{Выделенная\,теплота}{Потраченная\,энергия}\]

\[КПД = \frac{4.6\,кг \times 30\,МДж/кг}{60\,кг \times 460\,Дж/кг*°C \times 1380\,°C}\]

Теперь остаётся только выполнить вычисления:

\[КПД = \frac{138\,МДж}{138\,кДж}\]

\[КПД = 1000\]

Ответ: КПД при нагревании 60 кг стали до 1400 °C при использовании 4.6 кг специального топлива составляет 1000. Это означает, что система достаточно эффективна, так как КПД больше 1, что является хорошим результатом.