Яка кількість газу повинна бути спалена в газовому пальнику ( керогазі ) з коефіцієнтом корисної дії 20%

Ветка

29

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу для вычисления количества теплоты, которое выделяется при сгорании газа. Формула имеет вид:

\( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \)

где:
\( Q \) - количество теплоты (в джоулях),
\( m \) - масса вещества (в кг),
\( c \) - питомая теплота горения (в джоулях на кг К),
\( \Delta T \) - изменение температуры (в К).

Для начала, нам необходимо вычислить количество теплоты, необходимое для превращения 250 г кипятка в пар. Масса кипятка равна 250 г, что равно 0.25 кг. Теплота, которая необходима для превращения этой массы кипятка в пар, может быть вычислена с использованием питомой теплоты парообразования:

\( Q_{\text{пар}} = m \cdot L \)

где:
\( Q_{\text{пар}} \) - количество теплоты для парообразования (в джоулях),
\( m \) - масса вещества (в кг),
\( L \) - питомая теплота парообразования (в джоулях на кг).

Известно, что питомая теплота горения газа составляет 4,6 * 10^7 Дж/кг. Питомая теплота парообразования постоянна и составляет 2,26 * 10^6 Дж/кг. Подставив в формулу значения, получим:

\[ Q_{\text{пар}} = 0.25 \, \text{кг} \times 2.26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 5.65 \times 10^5 \, \text{Дж} \]

Из коэффициента эффективности 20% известно, что только 20% выделенной энергии будет использовано для нагрева газа. Нам необходимо найти количество энергии, которое будет выделено при сгорании газа, чтобы нагреть эту массу пара. Вычислим полное количество энергии, необходимое для нагрева пара, деленное на коэффициент эффективности:

\( Q_{\text{полная}} = \frac{Q_{\text{пар}}}{\text{Кэ}} \)

где:
\( Q_{\text{полная}} \) - полное количество энергии при сгорании газа (в джоулях),
\( Q_{\text{пар}} \) - количество теплоты для парообразования (в джоулях),
\( \text{Кэ} \) - коэффициент эффективности.

Подставив значения в формулу, получим:

\( Q_{\text{полная}} = \frac{5.65 \times 10^5 \, \text{Дж}}{0.20} = 2.825 \times 10^6 \, \text{Дж} \)

Таким образом, для превращения 250 г кипятка в пар в газовом пальнике с коэффициентом эффективности 20% необходимо спалить газ, выделяющий 2.825 * 10^6 Дж энергии.