Сколько керосина используется, чтобы нагреть и испарить 4 кг воды с начальной температурой 20 градусов

Sladkaya_Siren

66

Для решения этой задачи нам нужно учесть несколько факторов: теплоемкость воды, удельная теплота испарения и КПД примуса.

1. Сначала рассчитаем количество тепла, необходимое для нагревания воды до ее кипения. Для этого воспользуемся формулой:
\(Q = mc\Delta T\),
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - разность температур.

Масса воды, которую нам нужно нагреть, равна 4 кг, удельная теплоемкость воды равна 4,186 Дж/(г*°C), а разность температур составляет \(100 - 20 = 80\) градусов (ведь вода должна закипеть).

Подставим значения в формулу:
\(Q = 4 \times 4,186 \times 80 = 1340,48\) кДж.

2. Затем рассчитаем количество тепла, необходимое для испарения воды. Для этого воспользуемся формулой:
\(Q = mL\),
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса воды, \(L\) - удельная теплота испарения.

Масса воды, которую нам необходимо испарить, также равна 4 кг. Удельная теплота испарения для воды составляет 2,26 МДж/кг.

Подставим значения в формулу:
\(Q = 4 \times 2,26 = 9,04\) МДж.

3. Теперь, учитывая, что КПД примуса равен, допустим, 80%, мы можем рассчитать количество керосина, которое необходимо для нагревания воды и ее испарения. Для этого нам нужно рассчитать общее количество тепла, необходимое для этих процессов, и поделить его на КПД примуса.

Общее количество тепла равно сумме тепла для нагревания и тепла для испарения:
\(Q_{общ} = 1340,48 + 9,04 = 1349,52\) кДж.

Теперь рассчитаем количество керосина:
\(Q_{кер} = \frac{{Q_{общ}}}{{\text{КПД примуса}}} = \frac{{1349,52}}{{0,8}} = 1686,9\) кДж.

Таким образом, для нагревания и испарения 4 кг воды при данном КПД примуса потребуется примерно 1686,9 кДж керосина.