При использовании 14,7 кг каменного угля в печи, какую массу льда при 0°С было растоплено и преведено в

Таинственный_Акробат

18

Для решения этой задачи нам потребуется использовать некоторые физические формулы и законы. Давайте посмотрим, как мы можем решить эту задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем количество тепла, необходимого для нагревания льда до 0°С.

Чтобы растопить лед при 0°С, нам потребуется применить тепло \(Q_1\), которое можно вычислить, используя формулу:

\[Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]

где:
\(Q_1\) - количество тепла (джоулей),
\(m_1\) - масса льда (кг),
\(c_1\) - удельная теплоемкость льда (примерно 2100 Дж/кг·°С),
\(\Delta T_1\) – изменение температуры льда. В данном случае, мы знаем, что температура льда изначально равна -10°С, поэтому \(\Delta T_1 = 10°С\).

Шаг 2: Найдем количество тепла, необходимого для превращения льда в пар при температуре 100°С.

Для превращения льда в пар, нам потребуется применить тепло \(Q_2\), которое можно вычислить, используя формулу:

\[Q_2 = m_2 \cdot L\]

где:
\(Q_2\) - количество тепла (джоулей),
\(m_2\) - масса льда (кг),
\(L\) - теплота парообразования (2,26 МДж/кг).

Шаг 3: Найдем полезную работу, которую можно получить из использования 14,7 кг каменного угля при КПД 70%.

Полезная работа \(W\) вычисляется, используя формулу:

\[W = Q_2 \cdot \text{КПД}\]

где:
\(Q_2\) - количество тепла (джоулей), найденное на предыдущем шаге,
\(\text{КПД}\) - КПД установки в процентах (в данном случае 70%).

Шаг 4: Найдем массу льда, которая была растоплена и преведена в пар.

Масса льда равна разности между массой каменного угля и массой полученного пара:

\[m = m_{\text{уг}} - m_{\text{пара}}\]

где:
\(m_{\text{уг}}\) - масса каменного угля (кг),
\(m_{\text{пара}}\) - масса полученного пара (кг).

Теперь, приступим к вычислениям:

Масса каменного угля \(m_{\text{уг}} = 14,7 \, \text{кг}\)

Шаг 1:
\[Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
\[Q_1 = m_{\text{л}} \cdot c_1 \cdot \Delta T_1\]
\[Q_1 = m_{\text{л}} \cdot 2100 \cdot 10\]

Шаг 2:
\[Q_2 = m_2 \cdot L\]

Шаг 3:
\[W = Q_2 \cdot \text{КПД}\]
\[W = (m_{\text{л}} \cdot L) \cdot 0,7\]

Шаг 4:
\[m = m_{\text{уг}} - m_{\text{пара}}\]

Таким образом, после вычисления всех формул, мы найдем массу льда \(m\) при данных условиях.