Скільки грамів гасу потрібно нагріти з температури 20 °С до температури кипіння 310 °С, щоб нагрівник мав ККД

Пояснение:

Для решения этой задачи необходимо использовать формулу теплового баланса, которая выглядит следующим образом:

Q = m * c * ΔT

где Q — количество теплоты, необходимое для нагрева газа до кипения; m — масса газа; c — удельная теплоемкость газа; ΔT — разница в температуре между начальной и конечной точкой.

Также для решения этой задачи необходимо использовать коэффициент ККД (коэффициент полезного действия) нагревателя, который определяется следующей формулой:

η = Qп / Qн

где Qп — полезная работа (теплота), которая используется для нагрева газа; Qн — всего теплоты, которая выделяется в процессе нагрева газа.

Теперь, используя формулу теплового баланса, можно решить эту задачу:

Qн = m * c * ΔT = 150 г * 1,005 Дж/г*К * (310 °С — 20 °С) = 44 887,5 Дж

Теперь можно вычислить полезную работу (теплоту), которая используется для нагрева газа:

Qп = η * Qн = 0,45 * 44 887,5 Дж = 20 199,4 Дж

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева газа до кипения, составляет 44 887,5 Дж, а полезная работа (теплота), которая используется для нагрева газа, составляет 20 199,4 Дж.

Пример использования:

Нагреватель имеет ККД 45%. Сколько граммов газа необходимо нагреть от температуры 20 °С до температуры кипения 310 °С, если масса газа составляет 150 г?

Совет:

При решении этой задачи необходимо быть внимательным при использовании формулы теплового баланса, а также учитывать значение коэффициента ККД.

Практика:

Сколько теплоты необходимо выделить, чтобы нагреть 500 г воды с температурой 20 °С до температуры кипения 100 °С? Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/г*К.