Какой средний расход сухих дров в килограммах за каждые 7 часов работы кипятильника типа "Титан", если его производительность составляет 200 литров в час, вода поступает при температуре 8°С, и КПД кипятильника равен 60%? Предположим, что удельная теплота сгорания дров составляет 10 Дж/кг.
Veronika_1098
Для решения данной задачи, нам необходимо учесть несколько факторов. Давайте рассмотрим их пошагово.
1. Расчет количества теплоты, необходимой для нагревания воды:
У нас имеется производительность кипятильника в 200 литров в час, что составляет 200 кг (1 литр воды эквивалентен 1 кг) воды в час. За каждые 7 часов работы кипятильника, мы получаем 200 * 7 = 1400 кг воды.
Для нагревания воды используется формула:
\(Q = m \cdot c \cdot ΔT\),
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, и \(ΔT\) - изменение температуры.
Мы знаем, что температура воды изначально составляет 8°C, а вода должна закипеть, следовательно, ее окончательная температура будет 100°C.
Если принять \(c = 4.18 \cdot 10^3\) Дж/кг·°C (удельная теплоемкость воды), то можно рассчитать теплоту, необходимую для нагрева воды:
\(Q = 1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)\) Дж.
2. Расчет энергии, выделяющейся при сгорании дров:
Удельная теплота сгорания дров равна 10 Дж/кг. Мы знаем, что у нас есть расход дров, необходимый для получения такой же энергии, как и для нагрева воды. Давайте обозначим эту массу дров \(m_д\).
Мы можем рассчитать энергию, выделяющуюся при сгорании дров, используя формулу:
\(E = m_д \cdot Q_д\),
где \(E\) - энергия, \(m_д\) - масса дров, и \(Q_д\) - удельная теплота сгорания дров.
Мы знаем, что выделяющаяся энергия равна теплоте, необходимой для нагревания воды, следовательно:
\(E = Q = 1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)\) Дж.
Теперь, мы можем рассчитать массу дров:
\(m_д = \frac{E}{Q_д} = \frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10}\) кг.
3. Расчет среднего расхода сухих дров за 7 часов работы кипятильника:
Количество сгоревших дров за каждые 7 часов работы кипятильника равно \(m_д\):
\(m_д = \frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10}\) кг.
Теперь, мы можем рассчитать средний расход сухих дров за каждые 7 часов работы кипятильника:
\(расход = \frac{m_д}{7}\) кг.
Выражая все числовые значения и проводя вычисления, получим окончательный ответ:
Средний расход сухих дров в килограммах за каждые 7 часов работы кипятильника типа "Титан" составляет \(\frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10 \cdot 7}\) кг.
1. Расчет количества теплоты, необходимой для нагревания воды:
У нас имеется производительность кипятильника в 200 литров в час, что составляет 200 кг (1 литр воды эквивалентен 1 кг) воды в час. За каждые 7 часов работы кипятильника, мы получаем 200 * 7 = 1400 кг воды.
Для нагревания воды используется формула:
\(Q = m \cdot c \cdot ΔT\),
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, и \(ΔT\) - изменение температуры.
Мы знаем, что температура воды изначально составляет 8°C, а вода должна закипеть, следовательно, ее окончательная температура будет 100°C.
Если принять \(c = 4.18 \cdot 10^3\) Дж/кг·°C (удельная теплоемкость воды), то можно рассчитать теплоту, необходимую для нагрева воды:
\(Q = 1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)\) Дж.
2. Расчет энергии, выделяющейся при сгорании дров:
Удельная теплота сгорания дров равна 10 Дж/кг. Мы знаем, что у нас есть расход дров, необходимый для получения такой же энергии, как и для нагрева воды. Давайте обозначим эту массу дров \(m_д\).
Мы можем рассчитать энергию, выделяющуюся при сгорании дров, используя формулу:
\(E = m_д \cdot Q_д\),
где \(E\) - энергия, \(m_д\) - масса дров, и \(Q_д\) - удельная теплота сгорания дров.
Мы знаем, что выделяющаяся энергия равна теплоте, необходимой для нагревания воды, следовательно:
\(E = Q = 1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)\) Дж.
Теперь, мы можем рассчитать массу дров:
\(m_д = \frac{E}{Q_д} = \frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10}\) кг.
3. Расчет среднего расхода сухих дров за 7 часов работы кипятильника:
Количество сгоревших дров за каждые 7 часов работы кипятильника равно \(m_д\):
\(m_д = \frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10}\) кг.
Теперь, мы можем рассчитать средний расход сухих дров за каждые 7 часов работы кипятильника:
\(расход = \frac{m_д}{7}\) кг.
Выражая все числовые значения и проводя вычисления, получим окончательный ответ:
Средний расход сухих дров в килограммах за каждые 7 часов работы кипятильника типа "Титан" составляет \(\frac{1400 \cdot 4.18 \cdot 10^3 \cdot (100-8)}{10 \cdot 7}\) кг.
Знаешь ответ?