Сколько сухих дров нужно сжечь, чтобы нагреть 5 литров воды в алюминиевом котелке массой 0,5 кг с температуры 10
Сколько сухих дров нужно сжечь, чтобы нагреть 5 литров воды в алюминиевом котелке массой 0,5 кг с температуры 10 до 50 °C? При условии, что КПД костра в качестве нагревателя составляет 5%. Заранее.
Aleksandra 45
Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимой для нагрева вещества. Формула выглядит следующим образом:где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества,
В данной задаче нам необходимо нагреть 5 литров (5 кг) воды от температуры 10 до 50 °C. Масса алюминиевого котелка необходима для вычисления общей массы системы:
Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(г °C), алюминия - около 0.9 Дж/(г °C).
Применяя формулу для воды (m = 5 кг, c = 4.18 Дж/(г °C),
Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо передать алюминиевому котелку (m = 0.5 кг, c = 0.9 Дж/(г °C),
Определим общее количество теплоты, необходимое для нагрева системы в целом:
КПД костра составляет 5%, что означает, что только 5% от выделяющейся энергии будет использовано для нагрева системы. Поэтому общую энергию в Дж необходимо поделить на КПД (в виде десятичной дроби):
Осталось определить, сколько сухих дров необходимо сжечь для получения этой энергии. Предположим, что энергетическая ценность одного куска дров составляет около 20 МДж/кг (20000000 Дж/кг).
Тогда количество сухих дров можно найти, разделив общую энергию, необходимую для нагрева костра, на энергетическую ценность одного куска дров:
Таким образом, для того чтобы нагреть 5 литров воды в алюминиевом котелке массой 0,5 кг с температуры 10 до 50 °C при КПД костра 5%, необходимо сжечь примерно 0.000854 кг сухих дров.