Какой объем стоградусного пара нужно для подогрева стального изделия массой 150 кг с 20 до 50 градусов Цельсия? Через

  • 49
Какой объем стоградусного пара нужно для подогрева стального изделия массой 150 кг с 20 до 50 градусов Цельсия? Через 40 минут после начала нагрева требуется продолжать нагрев.
Милашка
67
Здравствуйте! Чтобы решить эту задачу, мы используем формулу для расчета теплообмена между паром и стальным изделием:

Q=mcΔT

где Q - тепловая энергия, m - масса стального изделия, c - удельная теплоемкость стали и ΔT - изменение температуры.

Для начала найдем тепловую энергию, необходимую для нагрева стального изделия с 20 до 50 градусов Цельсия. Используем формулу:

Q1=mcΔT1

Где Q1 - тепловая энергия для данного изменения температуры, m - масса стального изделия, c - удельная теплоемкость стали и ΔT1 - изменение температуры.

В нашем случае масса стального изделия m=150 кг, удельная теплоемкость стали c=0.45 Дж/(г∙°C), а изменение температуры ΔT1=5020=30 градусов Цельсия.

Подставив значения в формулу, получим:

Q1=150×0.45×30=2025кДж

Следующий шаг - узнать, сколько тепловой энергии будет необходимо для продолжения нагрева через 40 минут. Для этого воспользуемся формулой:

Q2=Pt

Где Q2 - тепловая энергия для данного временного интервала, P - мощность подогрева пара и t - время.

Поскольку задача не предоставляет информацию о мощности, мы можем принять, что мощность подогрева пара постоянна. Пусть P=100 кВт (допустимое значение). Тогда время t равно 40 минут, что можно перевести в часы, поделив на 60:

t=4060=23часа

Подставляя значения в формулу, получим:

Q2=100×23=2003кДж

Теперь, чтобы найти общий объем пара, необходимого для продолжения нагрева, нужно просуммировать тепловую энергию Q1 и Q2:

Qобщий=Q1+Q2=2025+2003=60653кДж

Данные из задачи позволяют найти общий объем пара, но нам нужно учесть, что стоградусный пар имеет объем 1672 л/кг. Для расчета объема пара используем формулу:

Vпар=Qобщийплотность

где плотность - плотность пара (1672 л/кг).

Подставив значения, получим окончательный результат:

Vпар=60653×1672=606550161.21кг