Сколько граммов спирта надо сжечь, чтобы 400г воды нагреть от 20 ° С до кипения и 10г ее испарить? КПД нагревателя 58%. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж / кг • К, удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж / кг, удельная теплота сгорания спирта 29МДж/кг.
По формуле КПД=Qп / Qз. (КПД=0,58,Qп-полезное количество теплоты ( на нагревание и испарение воды), Qз-затраченное количество теплоты (выделившееся при сгорании спирта) .
Qп=Q1+Q2. ( Q1-кол. теплоты, затраченное на на нагревание воды от (t1=20град) до кипения (t2=100град), Q2-кол. теплоты, затраченное на испарение воды) .
Q1=c*m1*(t2 - t1). ( c-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m1-масса воды=0,4кг)
Q2=r*m2. ( r -удельная теплота парообразования воды=2,3*10^6Дж/кг, m2-масса испарившейся воды=0,01кг)
Qз=q*m3.(q-удельная теплота сгорания топлива (спирта) =29*10^6Дж/кг, m3-масса спирта) подставим
КПД=(c*m1*(t2 - t1)+r*m2) / q*m3. выразим массу спирта
m3=(c*m1*(t2 - t1) +r*m2) / q*КПД.
m3=(4200*0,4*(100-20) + 2,3*10^6*0,01) / 29*10^6*0,58=0,00936кг. (9,36граммов).
⇢