Решение задачи

Дано:

• m_в = 15 кг
• t₁ = 10°C
• t₂ = 100°C
• C = 4200 Дж/(кг * °C)
• L = 2,3 * 10⁶ Дж/кг
• η = 20%
• q = 29,3 * 10⁶ Дж/кг

Найти: m_y - ?

Решение:

1. Определим количество теплоты, необходимое для нагревания воды до температуры кипения:

   Q₁ = m_в * C * (t₂ - t₁) = 15 кг * 4200 Дж/(кг * °C) * (100°C - 10°C) = 15 * 4200 * 90 = 5670000 Дж

2. Определим количество теплоты, необходимое для обращения воды в пар:

   Q₂ = m_в * L = 15 кг * 2,3 * 10⁶ Дж/кг = 34500000 Дж

3. Определим общее количество теплоты, которое необходимо для нагревания и обращения в пар воды:

   Q = Q₁ + Q₂ = 5670000 Дж + 34500000 Дж = 40170000 Дж

4. Определим количество теплоты, которое выделяется при сгорании угля, учитывая КПД:

   Q_пол = Q / η = 40170000 Дж / 0.2 = 200850000 Дж

5. Определим массу угля, необходимую для нагревания и обращения в пар воды:

   m_у = Q_пол / q = 200850000 Дж / (29,3 * 10⁶ Дж/кг) ≈ 6,85 кг

Ответ: m_у ≈ 6,85 кг