Каков КПД нагревателя, который используется для опреснения 1000 литров воды, начальная температура которой составляет
Каков КПД нагревателя, который используется для опреснения 1000 литров воды, начальная температура которой составляет 20 °C, путем ее нагрева до кипения с использованием дизельного топлива?
Совёнок 19
Для решения данной задачи нам понадобится знать формулу для вычисления КПД (коэффициента полезного действия) нагревателя. Формула имеет вид:Для начала, давайте вычислим затраченную энергию. Поскольку нагреватель использует дизельное топливо, мы можем использовать его теплоту сгорания для определения затраченной энергии. Значение теплоты сгорания дизельного топлива составляет примерно 45 МДж/кг.
Теплота, необходимая для нагрева 1000 литров воды с начальной температурой 20 °C до кипения, можно найти, используя следующую формулу:
где
Массу воды можно выразить в килограммах, зная её плотность. Плотность воды примерно равна 1 кг/литр.
Таким образом, масса воды составляет:
Теперь мы можем рассчитать изменение температуры
Удельная теплоёмкость воды равняется примерно 4,18 кДж/(кг·°C).
Теперь мы можем подставить все значения в формулу для рассчета затраченной энергии:
Теперь, когда мы знаем затраченную энергию, мы можем рассчитать полезную энергию для нагрева воды до кипения. Поскольку вода нагревается до кипения, то полезной энергией будет являться теплота, которая приводит воду к кипению.
Удельная теплота парообразования для воды составляет примерно 2260 кДж/кг.
Таким образом, полезная энергия равна:
Теперь, когда у нас есть значения полезной и затраченной энергий, мы можем рассчитать КПД:
Таким образом, КПД нагревателя для опреснения 1000 литров воды, начальная температура которой составляет 20 °C, путем её нагрева до кипения с использованием дизельного топлива, примерно равен 676,92%.