Скільки гасу потрібно, щоб нагріти 150 г олії з температури 20°С до точки кипіння при 310°С, знаючи, що коефіцієнт

Поющий_Хомяк_9936

21

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся знания в области теплообмена и термодинамики. Давайте разобьем задачу на несколько шагов.

Шаг 1: Найдем количество тепла, необходимое для нагрева масла от 20°C до 310°C.
Для этого мы будем использовать формулу:
\[Q = mc\Delta T\]
где Q - количество тепла, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Масса масла равна 150 г, температурное изменение равно \(310 - 20 = 290\)°C.

Удельную теплоемкость (c) масла можно найти в таблице физических свойств. Для олии она обычно около 2.0 kJ/(kg·°C). Но в данной задаче нам дано масле по граммах, поэтому нам нужно перевести удельную теплоемкость в граммах:
\[c = 2.0 \, \text{kJ/(kg·°C)} \times \frac{1 \, \text{кг}}{1000 \, \text{г}} = 0.002 \, \text{kJ/(г·°C)}\]

Теперь мы можем найти количество тепла:
\[Q = 150 \, \text{г} \times 0.002 \, \text{kJ/(г·°C)} \times 290 \, \text{°C} = 87 \, \text{кДж}\]

Шаг 2: Теперь, когда у нас есть количество тепла, необходимое для нагрева масла до 310°C, мы можем рассчитать количество газа, необходимое для нагрева.

Коэффициент полезного действия нагревателя (η) позволяет учесть потери тепла в окружающую среду.
По формуле:
\[\eta = \frac{Q_\text{полезное}}{Q_\text{нагрев}}\]
где \(Q_\text{полезное}\) - полезное потребление энергии, \(Q_\text{нагрев}\) - потребление энергии.

У нас дано, что \(\eta = 0.45\) (или 45%).

Теперь мы можем найти \(Q_\text{нагрев}\):
\[Q_\text{нагрев} = \frac{Q_\text{полезное}}{\eta} = \frac{87 \, \text{кДж}}{0.45} = 193.33 \, \text{кДж}\]

Шаг 3: Поскольку нам дано количество газу, а нужно узнать, сколько газу требуется, мы снова используем формулу:
\[Q_\text{нагрев} = mc\Delta T\]
чтобы найти массу газа (m).

Теперь мы знаем \(Q_\text{нагрев} = 193.33 \, \text{кДж}\), удельную теплоемкость газа (c) можно найти в таблице физических свойств газов. Предположим, что это 0.5 kJ/(г·°C).
\[m = \frac{Q_\text{нагрев}}{c\Delta T}\]
где \(\Delta T\) - изменение температуры, которое равно \(310 - 20 = 290\)°C.

\[m = \frac{193.33 \, \text{кДж}}{0.5 \, \text{kJ/(г·°C)} \times 290 \, \text{°C}}\]
\[m = 1330.9 \, \text{г}\]

Таким образом, чтобы нагреть 150 г масла от 20°C до 310°C, нам понадобится примерно 1330.9 г газу.