Сколько керосина нужно сжечь на горелке с КПД 25%, чтобы получить воду из 2 кг льда, взятого при 0 градусов?

Evgeniy

40

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать термохимические уравнения и формулы. Первым шагом будет вычисление количества тепла, необходимого для перевода льда в воду при заданной температуре.

Для этого воспользуемся формулой:
\( q = m \cdot L \),

где \( q \) - количество тепла, \( m \) - масса вещества, \( L \) - удельная теплота плавления.
Удельная теплота плавления воды равна 334,5 Дж/г.

Дано, что масса льда равна 2 кг (2000 г). Подставляя значения в формулу, получим:
\( q = 2000 \cdot 334,5 \).

Выполняя вычисления, получаем, что количество тепла, необходимое для перевода льда в воду, составляет 669 000 Дж.

Однако, чтобы получить это количество тепла, необходимо сжечь определенное количество керосина на горелке. Здесь важно учесть КПД горелки, которая составляет 25%.

КПД (коэффициент полезного действия) горелки определяется формулой:
\( КПД = \frac{Q_{полезный}}{Q_{входный}} \),

где \( Q_{полезный} \) - полезный тепловой поток, \( Q_{входный} \) - входной тепловой поток.
В нашем случае, \( Q_{полезный} \) - количество тепла, необходимое для перевода льда в воду, а \( Q_{входный} \) - количество тепла, выделенное при сжигании керосина на горелке.

Преобразуем формулу, чтобы вычислить входной тепловой поток:
\( Q_{входный} = \frac{Q_{полезный}}{КПД} \).

Подставив известные значения, получим:
\( Q_{входный} = \frac{669000}{0.25} \).

Выполняя вычисления, получаем, что входной тепловой поток составляет 2 676 000 Дж.

Таким образом, чтобы получить воду из 2 кг льда при 0 градусах, необходимо сжечь 2 676 000 Дж керосина на горелке с КПД 25%.